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好大一个空间望远镜

发布时间: 2022-11-18 14:11:27   作者:本站编辑   来源: 本站原创   浏览次数:        字号:[ 常规 ]

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2022年8月22日,美国宇航局(NASA)公布了两张詹姆斯·韦布太空望远镜在8月7日拍摄的两张木星照片,色彩增强后不仅清晰的呈现了木星外观,还包括了南北极光、极地雾、巨型风暴和遥远的星系等。

韦伯望远镜将是人类迄今发射过的最大的空间望远镜,其主镜面有6.5米,遮阳伞则有14.162米乘21.197米。用于发射韦伯望远镜的阿里亚娜-5运载火箭的整流罩最大直径只有4.57米,长度只有16.19米。韦伯空间望远镜经常被描述成哈勃望远镜的继任者,韦伯的科学仪器对红外辐射灵敏,而哈勃上的设备主要观测可见光。韦伯太空望远镜也不会像哈勃空间望远镜那样直接绕地球旋转,而是在距离地球大约150万千米外的空间盘旋,以便更好地避开地球发出的热辐射。

韦伯太空望远镜从1997年开始研发至今,因各种原因一直未能升空,被人们戏称“鸽王”。研究人员希望利用这一有史以来体积最大、功能最强的太空望远镜来回溯135亿年前的情形,观测大爆炸数亿年后形成的首批恒星和星系。此外,它还将观测星系随时间如何生长、恒星和行星系统在气体尘埃云内部如何形成,以及其他恒星周围的行星和我们身处的太阳系本身,了解这些天体系统的成长和演化历程,并帮助了解地球如何具备提供生命繁衍生息的条件。

韦伯太空望远镜准备20余年、耗资100亿美元,为什么一定要往天上发射望远镜?最主要的原因就是太空望远镜不受大气窗口的限制。北京大学地球与空间科学学院教授焦维新介绍,“地球有丰富的大气层,可以完全阻止伽马射线、X射线和紫外波段的电磁波通过。也就是说,在大气层的笼罩下,短波电磁辐射是无法通过的。红外线也只能在有限的几个波段通过,虽然它能够通过可见光,但是由于散射等因素,也会引起信号的畸变,影响分辨率,这严重影响了地面上望远镜的观测效果,而太空望远镜就可以避免这种影响。”

其次,太空中没有光污染,也给望远镜发挥作用提供了条件。“例如城市灯光使天空更亮,人们更难看到星星,这也解释了为什么先进的现代天文台都建在远离光污染的偏远地区。以我国为例,国家天文台、南京紫金山天文台、新疆天文台等也都是避开人为光线和大气污染严重的地方驻站,而国外的大型天文台也几乎都建在高山上。”

太空中没有大气层,阳光更明亮,那不会影响太空望远镜的使用吗?焦维新解释,“因为光线需要反射到被捕获的物体上,光线太强时,我们可以通过指令操作,把望远镜指向另一个方向,所以在太空中,光污染不是问题。假如我们想研究太阳后面的内容,也可以等上一段时间,让望远镜的轨迹发生角度变化,再进行观测。”

第三,太空中没有白天和黑夜,太空望远镜就不受夜间的限制,使望远镜的有效时间增加,有助于天文学家开展更多研究。此外,在太空中没有坏天气。一般来说,地面上的天气变化直接影响到观测效果,但在太空中不会存在雨天、雾天这些天气问题。把望远镜送入太空有诸多好处,但也有一些明显的问题。焦维新表示,首先是成本高,几吨的重物运向外太空,运载火箭费用、发射场地等其他费用都很昂贵。同时,地面上发现的问题能随时去修,但在太空整修的难度很大。