耗资 100 亿美元 你需要了解关于詹姆斯·韦伯太空望远镜的信息

詹姆斯•韦伯太空望远镜是美国宇航局有史以来建造的最大、最强的太空望远镜(欧洲航天局)

12 月 25 日,全世界都在等待价值 100 亿美元的詹姆斯·韦伯太空望远镜在法属圭亚那库鲁航天基地搭乘巨型欧洲火箭发射升空,发射半小时后,望远镜展开折叠的太阳能电池板,以产生进行通信所需的电力。

关键的6个月

根据美国宇航局网站公布的消息称,詹姆斯·韦伯太空望远镜是美国宇航局、欧洲航天局(ESA)和加拿大航天局(CSA)合作的成果,是来自美国 29 个州和全球 14 个国家的数千名工程师、数百名科学家、300 所大学、机构和公司共同努力的结晶,詹姆斯·韦伯太空望远镜有望引领世界进入太空探索的新时代。

根据美国宇航局网站的说法,接下来的六个月对这次任务的成功至关重要。发射后不久,詹姆斯·韦伯太空望远镜将简化镀金反射镜、大约一个网球场大小的遮阳板,以及其他折叠的小系统,以便工程师可以将它们安装到火箭中。

此后,该望远镜将稳定在拉格朗日2点(L2),这是一个假设的点,位于太阳另一侧距离地球 150 万公里的高度,然后,它将开始冷却设备,直到它们以所需的效率运行。

望远镜中的相机需要凉爽的环境来捕捉来自遥远星系和其他宇宙物体的红外线波长的闪光。

这就是为什么“望远镜”配备了冷却设备和遮阳板,将其面向太阳的部分冷却至零下230 摄氏度,检测近红外辐射的设备在零下234摄氏度的温度下运行。

直到天文台——也许在 2022 年夏天——发送让天文学家能够探测宇宙深处的第一批图像之后,科学家们才会屏住呼吸,并确定任务的成功。

詹姆斯·韦伯太空望远镜是哈勃望远镜的补充

而美国宇航局表示,詹姆斯·韦伯太空望远镜的设计初衷是作为“哈勃”望远镜的继任者和补充,但是“韦伯”将以红外线波长监测宇宙,詹姆斯·韦伯太空望远镜包括 4 个专门的科学设备,覆盖范围在 0.6 微米到 28 微米之间的波长。

电磁波谱的红外部分范围从 0.75 微米到几百微米。换句话说,这些设备在红外波长范围和可见光谱范围内工作。

与此同时,“哈勃”望远镜则专注于紫外线辐射的波长:从 0.1 微米到 0.8 微米。

通过红外监测,科学家们将能够穿透尘埃并看到导致恒星和行星形成的过程,温度与地球温度相似的物体发出的大部分辐射,都在中红外波长范围内。

詹姆斯·韦伯太空望远镜主镜直径为 6.5 米,而哈勃望远镜的直径为 2.4 米,这使得韦伯望远镜能够从比哈勃望远镜大 6.25 倍的区域收集图像。

詹姆斯·韦伯太空望远镜与哈勃望远镜的区别还在于,哈勃在 570 公里高度绕地球运行,而詹姆斯·韦伯太空望远镜将在距离地球150万公里的拉格朗日2点(L2)处绕太阳运行。

在拉格朗日2点(L2)处,防护罩将保护望远镜免受来自太阳、地球和月球的光线的伤害,从而保持凉爽。

尽管詹姆斯·韦伯太空望远镜与地球共同围绕太阳旋转,但它将相对于地球和太阳保持在同一点上。

镜子和遮阳板折叠起来,这样工程师就可以让詹姆斯·韦伯太空望远镜进入火箭(美国宇航局)

探索宇宙的起源

詹姆斯·韦伯太空望远镜将监测科学家以前从未见过的一部分空间,进入太空越远,可以看到宇宙中越古老的物体。如果我们假设哈勃望远镜可以观测到年轻的星系,韦伯望远镜将看到羽翼未丰的新生星系,因为它使用红外辐射。

根据爱因斯坦的广义相对论,宇宙的膨胀伴随着物体之间空间的膨胀,这导致了天体之间的距离,当光被拉伸到太空中时,它会变成更长的波长,例如红色。

这就是为什么红外望远镜——例如詹姆斯·韦伯太空望远镜——非常适合观察在电磁波谱可见部分可以看到的远处物体,即在人眼感知的光波长范围内。

由于在制造过程中采用了革命性的技术,詹姆斯·韦伯太空望远镜将允许天文学家研究宇宙历史的每个阶段,从我们的太阳系内部到宇宙历史黎明时最遥远的星系,并可能为长期以来困扰科学家的一系列科学问题提供答案,以帮助我们了解宇宙的起源。

科学家们寄希望于詹姆斯·韦伯太空望远镜,以寻找 135 亿多年前形成的第一批恒星和星系发出的光,这些发光物体以红外线的形式到达地球,詹姆斯·韦伯太空望远镜旨在以前所未有的精度观察红外辐射。

科学家将使用詹姆斯·韦伯太空望远镜研究太阳系中的行星和其他天体,确定它们的来源和起源,将它们与围绕太阳系外其他恒星运行的行星进行比较,并在我们银河系中其他行星背面寻找宜居区域,即拥有任何形式生命的行星。

赫歇尔天文台从拉格朗日2点(L2)的红外波长研究宇宙(欧洲航天局)

詹姆斯·韦伯天文台和赫歇尔天文台有什么区别?

詹姆斯·韦伯太空望远镜区别于赫歇尔空间天文台,后者于 2009 年由欧洲航天局发射,在拉格朗日2点(L2)运行,在它可以看到的光波长范围内。

詹姆斯·韦伯太空望远镜观测的波长范围从 0.6 微米扩展到 28.5 微米,而赫歇尔空间天文台的波长范围从 60 微米扩展到 500 微米。

“赫歇尔”旨在探测最有能力形成恒星的星系,因为它以红外线辐射的形式释放大部分能量,而詹姆斯·韦伯太空望远镜旨在寻找在宇宙诞生之初形成的第一个星系,这需要超灵敏的设备来监测远红外线。

科学家希望在望远镜的使用寿命期间获得所有这些信息(欧洲通讯社)

望远镜的任务何时结束?

科学家希望在望远镜的使用寿命期间获得所有这些信息,美国宇航局表示,从发射之日起,望远镜的寿命不会少于5.5年,希望将其寿命延长至10年以上,而望远镜的寿命取决于它在轨道上使用的燃料量,以及航天器上设备和仪器的效率。

已经为詹姆斯·韦伯空间天文台提供了足够10年的燃料,之后——如果一切按计划进行——望远镜将耗尽燃料,然后逐渐偏离它的路径,成为漂浮在太空中的垃圾之一。

来源 : 电子网站 + 美国媒体