詹姆斯韦伯太空望远镜 (JWST):第一个致力于研究早期宇宙的太空天文台

詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)将专注于红外天文学,以研究早期宇宙。它将搜寻宇宙大爆炸后不久形成的早期恒星和星系的可见光/红外信号,从而更好地了解星系的形成和演化,以及恒星和行星系统的形成。JWST还将研究行星系统和生命的起源。备受期待的JWST计划于2021年12月18日发射升空。

通常情况下,人们会将望远镜对准某个目标进行观测。但有时,人们会刻意将焦点放在虚无之上,而这却会改变某个研究领域的走向。哈勃太空望远镜决定将焦点放在此前未被探索过的天空区域,正是这样一次改变了天文学发展进程的事件。

在哈勃太空望远镜 (HST)的众多里程碑式成就中,1995 年在 10 天内拍摄的深空图像尤为引人注目。当时它拍摄了约 3000 张处于不同恒星演化阶段的星系图像,彻底改变了天文学,并改变了我们对宇宙的理解。

这些深空图像是由来自宇宙最遥远角落的光线形成的,这些光线穿越了数十亿光年的膨胀宇宙,最终抵达地球,被哈勃望远镜捕捉到。这些光线最初来自大约13亿年前大爆炸后不久形成的早期恒星和星系。因此,这些深空图像展现了数十亿年前早期恒星和星系的原始面貌。这真是一项了不起的成就。

然而,由于埃德温·哈勃在1929年发现宇宙正在膨胀,所有星系都在彼此远离(星系光谱向红外波段的红移现象即为证据) ,这种捕捉原始光学信号以增进对早期宇宙理解的技术可能并非有效的研究方法。哈勃望远镜具备紫外、可见光和近红外波段的观测能力,因此,在太空中建造一座专门的红外天文台势在必行。

因此,詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)是哈勃太空望远镜(HST)的继任者,因为詹姆斯·韦伯望远镜旨在延续哈勃望远镜在早期宇宙研究领域的成就。JWST将专门用于红外天文学观测,并有以下四个主要目标:

  • 寻找大爆炸后在宇宙中形成的第一批恒星和星系的光 
  • 研究星系的形成和演化 
  • 了解恒星和行星系统的形成 
  • 研究行星系统和生命起源。 
  • 出于这些原因,詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)在设计和运行上必须与哈勃望远镜有所不同。它是一台反射式望远镜,旨在利用其巨大的折纸式反射镜捕捉来自超深空场的近红外辐射,使其性能比哈勃望远镜强100倍。事实上,JWST是迄今为止最大的太空望远镜。为了保持其前所未有的红外灵敏度,JWST配备了高效的五层遮阳罩,以防止太阳红外辐射的干扰。此外,为了维持其极低的50开尔文(-223摄氏度或-370华氏度)工作温度,JWST将被放置在地球冷影区附近的太阳轨道上,始终位于地日系统第二拉格朗日点(L2)附近,距离地球约150万公里。

    由于詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)被放置在远离太阳-地球系统的L2轨道附近,这意味着,与哈勃望远镜在太空接受过多次维修和维护不同,JWST发射后将完全独立运行,因此不存在任何误差的可能性。或许这可以解释为什么JWST的发射几乎一再推迟。

    现在,詹姆斯·韦伯太空望远镜计划于2021年12月18日发射。

    截至 2021 年 11 月 2 日,JWST已安全抵达法属圭亚那的发射场,技术团队正在为 12 月 18 日的发射做准备。

    图片来源:美国宇航局戈达德太空飞行中心

    *** 

    来源:  

    1. NASA 2021. 韦伯望远镜 – NASA 詹姆斯·韦伯的发射之路及未来之路 太空 望远镜。发布于 02 年 2021 月 XNUMX 日。可在线获取: https://www.nasa.gov/feature/goddard/2021/the-road-to-launch-and-beyond-for-nasa-s-james-webb-space-telescope  
    1. 美国宇航局。 JWST – 关于韦伯的一般问题。 可在线获取 https://www.jwst.nasa.gov/content/about/faqs/faq.html  
    1. 美国宇航局。 JWST – 关键事实。 可在线获取 https://jwst.nasa.gov/content/features/keyFactsInternational/ 
    1. 欧空局。 科学与探索。 韦伯——看得更远。 可在线获取 https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Webb 

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