詹姆斯韦伯太空望远镜
詹姆斯韦伯太空望远镜(JWST)这是一项由NASA、ESA和CSA联手打造的杰出科学仪器,专门用于红外光谱,以揭示宇宙早期历史、星系演化和系外行星环境的奥秘。
它的核心参数和结构令人印象深刻。主镜系统由18块镀金铍材质的子镜拼接而成,总面积远超哈勃望远镜的5倍,捕捉微弱红外信号的能力无与伦比。遮阳板则由五层镀铝聚酰亚胺薄膜组成,面积相当于一个网球场的尺寸,有效地隔绝太阳热量,使仪器能够在极低的-223°C环境下工作。
该望远镜被部署在日地系统的第二拉格朗日点(L2),这里距离地球约150万公里,拥有稳定的重力和不受地球热辐射干扰的优势,为其观测任务提供了理想的场所。
詹姆斯韦伯太空望远镜的科学任务目标宏伟且多样。它致力于追溯宇宙起源,观测大爆炸后约3.5亿年的第一批恒星和星系,揭示早期宇宙的结构。它分析星系形成的过程,例如通过引力透镜效应放大观测“萤火虫闪烁”星系,其内部星团的形成和碰撞机制。它还能探测系外行星,分析行星大气的成分,并评估其宜居性,例如成功拍摄HR 8799 e和51 Eridani b行星的红外光谱。
这项技术在许多方面取得了突破。铍镜拼接技术确保子镜的精度在纳米级别,成像清晰度无与伦比。红外观测能力覆盖了从近红外到中红外的波段,能够穿透尘埃云观测恒星形成区和远古天体。日冕仪的设计则通过遮挡恒星的强光,使得直接拍摄系外行星图像成为可能,大大提高了行星大气成分分析的精度。
詹姆斯韦伯太空望远镜已经取得了许多重大发现。例如,在“萤火虫闪烁”星系的观测中,发现了形成于大爆炸后约6亿年的星系,揭示了星团合并对星系成长的贡献。在HR 8799系统中检测到的二氧化碳及重元素为行星的“自下而上”核吸积理论提供了支持。首批科学数据拍摄的深场图像清晰度远超哈勃望远镜,展现了更早期的星系网络结构。