人类仰望星空的“黄金眼”追寻外星球上的生命
作者 申卫峰
发表于 2023年1月

美国当地时间3月16日,美国国家航空航天局(NASA)发布詹姆斯·韦布太空望远镜拍摄的一颗恒星的照片,图像背景中璀璨的古老星系令科学家激动不已。不过,这次发布的恒星照片是在望远镜调试过程中拍摄的测试照片,并非正式观测照片。

NASA当天发表声明说,截至3月11日,韦布望远镜已经完成7个调试步骤中的5个,观测效果有望达到甚至超出预期目标。预计5月初调试完毕,6月底前后正式“上岗”,并于今夏发布第一张正式观测照片。届时,韦布望远镜有望探测到宇宙最早形成时的第一批星系发出的亮光,甚至还能帮助人类追寻外星球上的生命,而它未来的发现,很可能将再度改写教科书。

哈勃“接班人”在太空超低温条件下拍摄红外光

1990年4月,NASA向距离地面575公里处发射了哈勃太空望远镜(下称哈勃望远镜)。从那时起,这架光学望远镜为人类天文学事业提供了很多前所未见的观测结果。但由于其最初性能不佳,1993年12月,NASA不得不派航天飞机上去维修。

不过,NASA一部分人不看好这样的维修任务,于是他们牵头成立了“哈勃太空望远镜及未来”委员会,评估维修任务的可行性,以及假如维修失败,下一代太空望远镜的建造问题。然而,维修行动成功了。这个委员会的任务便从研究哈勃望远镜替代者转型为研究更先进的太空望远镜。

哈勃望远镜主要针对可见光、近紫外线和近红外波段进行观测,但太空中很多天体的温度很低(比如行星或尘埃盘),其发出的光辐射波长很长,属于红外光。此外,一些可以追溯到最早星系的古老天体,由于存在很大的红移,整体光谱也偏向红外。要完成对这些天体的观测,需要一种更冷、更大的望远镜。

哈勃望远镜工作时的温度一般维持在15℃左右,而韦布望远镜为了能观测设计目标的中红外线,需要将自身温度降到零下223℃以下即用液氮或者主动温控对红外相机进行制冷。

本文刊登于《科学大观园》2023年1期
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