詹姆斯·韦伯望远镜：触及宇宙中曾经遥不可及的角落

北京时间1月6日消息，据国际媒体报道，NASA的詹姆斯·韦伯望远镜当前定于2021年3月发射。而在此以前，该项目历史了年复一年的推延和数十亿美元的资金投入。只管铺张了大批时间和资金，但这台望远镜将成为红外波段无须置疑的“主宰”，让我们得以初次涉及宇宙中已经是遥不可及的偏僻角落。

从宇宙降生后形成的初次批星系、到外星性命存在的可能性，要想进一步打听宇宙万物，斥资大概97亿美元的詹姆斯·韦伯望远镜将是我们唯独的有望。

不畏寒冷

只管詹姆斯·韦伯太空望远镜（简称JWST）被奉为NASA传奇性的哈勃望远镜的“继任者”，但究竟并非云云。哈勃要紧是一台光学望远镜，能够捕捉的亮光波长局限与人眼差未几，仅向红外线和紫外线波段略微扩大了少许。论其素质，哈勃望远镜就像一颗巨大的、在太空轨道上运转的眼球，接续传回使人震悚的图片。而假设你的光觉神经和它同样壮大，你本人便瞥见这些惊人的景象。

但詹姆斯·韦伯望远镜则否则。它将彻底在红外波段内举行观测，险些不会涉及人眼能看到的非常“红”的波段。换句话说，它将研究一个对人类而言近乎隐形的宇宙。

詹姆斯·韦伯望远镜之因此如许计划，要紧缘故之一是，从地表发展红外波段观测的难度非常大。天文学家要想发展切确调查和测量，务必确保夜空统统明朗，但大地上的光玷污紧张限制了观测前提。

而红外光玷污更是无处不在，由于任何有温度的物体都邑发出红外光。人体可以发生100瓦特的红外辐射。地球本身热量也非常高，在红外波段显得亮堂夺目。就连望远镜本身在室温下也会发出红外光辐射。

总之，我们从大地上并不是彻底不可以发展红外天文学观测，只是难度极大。因此，我们选定将詹姆斯·韦伯望远镜放置在太空中。

离家远行

为避让地球的红外光影响，詹姆斯·韦伯望远镜将在距地球150万公里处运转。只管阔别了地球，但太阳也是个疑问。你必然感觉过夏日室外灼人的阳光吧，那即是红外辐射。即便距地球数百万公里之遥，太阳的热量仍旧不容小觑。

为此，红外太空望远镜的计划师们可以采取几种应对计划。非常多见的一种就是接纳自动冷却体系，使望远镜的温度降落到适宜观测红外波段的程度。这是种好技巧，此前也在其它红外太空望远镜中获得了接纳。但这也限制远望远镜的工作寿命，由于一旦冷却剂耗尽，天文观测就无法继续举行。

因此，詹姆斯·韦伯望远镜将独辟门路，融合一把高昂的巨型“太空伞”。这把“伞”长22米，宽11米，由五层反射率极高的质料制成，每层厚度还不足人类头发的直径。这把巨大的“遮阳伞”将使望远镜永远处于暗影之下，温度不超过零下223摄氏度，正适用在目标红外波段内发展观测。

但是，望远镜上搭载的一台仪器将用自动冷却体系降温至零下258摄氏度，可以汲取到波长更长的红外光。

科学的气力

总而言之，詹姆斯·韦伯望远镜的体积十分巨大，用一枚火箭都装不下。除了那把巨大的遮阳伞外，它的主镜直径达6.5米，远超当前投入应用的任何火箭直径。既然不可以把镜面“粘”在火箭一侧，聪明的NASA工程师们决意将镜面分红18片较小的六边形，如许便和折叠起来的“遮阳伞”、以及望远镜的别的片面一路塞进火箭内部了。

假设全部顺利，詹姆斯·韦伯望远镜发射升空几天后，就会朝观测点飞去，将镜面和遮阳伞睁开到位，而后首先执行观测使命。

而它的观测后果将极为惊人。该望远镜的要紧观测目标之一将是早期宇宙，即宇宙方才降生几亿年的时候。初次批出现的恒星和行星一度在可见光波段上发出刺眼的光辉。但在以前130亿年间，宇宙渐渐扩张，造成这些亮光的波长越拉越长，非常后脱离了可见光、落入了红外光波段，恰好属于詹姆斯·韦伯望远镜的抱负观测局限。

既然初次批形成的恒星和星系未曾留下过任何图片，这将是我们初次调查到宇宙历史上这段紧张时期的景象。

詹姆斯·韦伯望远镜将对宇宙中全部“极冷”的物体睁开研究，包含缠绕初生恒星的原行星盘、分子云、彗星、柯伊伯带等等。

该望远镜还将用一种分外装配拦截来自片面渺远恒星的亮光，从而抓拍到任何从这些恒星前面经过的天体，如系外行星等。这些行星在红外波段内显得十分亮堂，通过它们发出的亮光，我们可以对行星大气中的化学物质和元素睁开剖析，说未必能从中发现性命的迹象。

总之，从征采外星性命、到揭开宇宙平明时期的毕竟，詹姆斯·韦伯望远镜必然不会亏负我们多年的守候。