每日經濟新聞 2022-07-13 17:41:42
◎韋伯望遠鏡被譽為是人類迄今為止制造的最大、最復雜、功能最強勁的太空望遠鏡，也被認為是哈勃望遠鏡的“繼任者”。
每經記者｜張凌霄 每經編輯｜高涵
人類觀測恒星、探索宇宙的步伐終于又邁出了一大步。
當地時間7月12日，美國國家航空航天局（NASA）公布了詹姆斯·韋伯空間望遠鏡（下稱“韋伯望遠鏡”）升空半年多以來拍攝的首批全彩色照片。照片記錄下了前所未有的宇宙深處的恒星與星系，是迄今拍攝到的宇宙最深處、最清晰的宇宙紅外圖像。
韋伯望遠鏡被譽為是人類迄今為止制造的最大、最復雜、功能最強勁的太空望遠鏡，也被認為是哈勃望遠鏡的“繼任者”。
與哈勃望遠鏡相比，韋伯望遠鏡具有更大優勢。后者能利用紅外線，讓人們比以往任何時候都更深入地探索宇宙，不僅解開太陽系中的謎團，還能看向其他恒星周圍的遙遠世界，揭示最古老、最遙遠星系的秘密，探索宇宙中的神秘結構和起源。
美國總統拜登在星期一的白宮記者會上說，這部太空望遠鏡是“進入我們宇宙歷史的一扇新的窗戶”。
空間望遠鏡承載了人類對宇宙奧妙的探知和渴望，代表了人類向遠的好奇心。韋伯望遠鏡究竟能拍到什么？又將如何完成使命？
當地時間12日上午10點39分，NASA發布第一張由韋伯望遠鏡拍攝的深場宇宙紅外全彩圖像。
圖像顯示了星系團“SMACS 0723”，它是由近紅外相機拍攝的不同波長的圖像合成的，耗時約12.5小時。NASA表示，這是迄今為止遙遠宇宙最深、最清晰的紅外圖像。
這張照片充滿了細節，從數千個星系到迄今用紅外線觀測到的最微弱的天體，都被韋伯望遠鏡精確捕捉到了。圖像覆蓋的廣袤宇宙中這片星空的大小，相當于地面上的人展開手臂后觀察上面的一粒沙。
韋伯望遠鏡拍攝的星系團“SMACS 0723”圖像（圖片來源：NASA官網）
7月11日，美國總統拜登在白宮南法庭禮堂進行的NASA官員的簡報會上觀看了韋伯望遠鏡拍攝的圖像，并且提前通過社交媒體公布了這張照片。
根據NASA官網的資料，總共有5張圖像與公眾見面。其中包括銀河系中的系外行星“WASP-96b”的光譜圖，這一行星位于距地球約1150光年的南天星座鳳凰座，光譜圖首次呈現了該行星有水、霧霾和云等特征。
韋伯望遠鏡拍攝的系外行星“WASP-96b”的光譜圖（圖片來源：NASA官網）
另外一張圖展示了距地球約2000光年的南環星云，該星云位于船帆座的一個行星狀星云，由中心的恒星死亡后向外噴發的物質形成，圖像展示了這一行星狀星云的全貌；還有位于飛馬座的斯蒂芬五重星系，圖像揭示了該星系的超大質量黑洞附近氣體的速度和成分。
最后一張圖是船底座星云，圖像呈現了其最早期、快速形成的階段。船底座星云距離地球7600光年，是天空中最大、最亮的星云之一，擁有許多比太陽質量大得多的恒星，也是銀河系中的一個恒星形成區，新生的恒星和它們組成的星團被包裹在大量的氣體和塵埃中間。照片中的很多星點，就是正在誕生中的恒星。
韋伯望遠鏡拍攝的船底座星云圖像（圖片來源：NASA官網）
韋伯望遠鏡主鏡直徑6.5米，重7噸，耗資約100億美元。它由18片巨大六邊形子鏡構成，主要質地是鈹，表面還覆蓋了薄薄一層黃金。遠遠看去，它像一艘巨大的帆船，而主鏡像一個閃著金銀色的蜂窩，完全展開的面積大約堪比一個網球場。
韋伯望遠鏡被譽為是人類迄今為止制造的最大、最復雜、功能最強勁的太空望遠鏡，也被認為是哈勃望遠鏡的“繼任者”。
1990年4月24日，哈勃空間望遠鏡由NASA的發現號航天飛機送入太空，此后哈勃望遠鏡成為了有史以來最著名、也最重要的天文望遠鏡。相比哈勃望遠鏡，韋伯望遠鏡具備更高的紅外分辨率和靈敏度，觀察物體的亮度可高達100倍，采集光線面積也達到了哈勃望遠鏡的5倍以上。哈勃望遠鏡主要在可見光和紫外波段觀測，而韋伯望遠鏡主要在紅外波段觀測。
韋伯望遠鏡能利用紅外線，讓人們比以往任何時候都更深入地探索宇宙，不僅解開太陽系中的謎團，還能看向其他恒星周圍的遙遠世界，揭示最古老、最遙遠星系的秘密，探索宇宙中的神秘結構和起源。
歐洲航天局的安東內拉·諾塔博士（Dr. Antonella Nota） 曾描述道：“韋伯望遠鏡的能力是建立在哈勃31年輝煌歷史基礎之上。”
韋伯望遠鏡（圖片來源：BBC）
韋伯望遠鏡項目啟動于1996年，由NASA、歐洲空間局和加拿大航天局合作開發，這個項目最初被稱為“新一代太空望遠鏡”（Next Generation Space Telescope），2002年，為了紀念在阿波羅登月計劃中做出突出貢獻的NASA第二任局長詹姆斯·韋伯，改以其名字命名。
由于發射時間數次推遲，前后耗時26年，韋伯望遠鏡也是人類歷史上造價最高，耗時最長的太空望遠鏡。
韋伯望遠鏡原計劃投資5億美元，并計劃于2007年發射升空。但由于各種原因，導致項目嚴重超支，到了2008年本應發射的節點上預算已經追加到了51億美元。到了2017年，為了做更多更精細的測試，預算飆升到了88億美元。2019年因為新冠疫情，發射又一次延遲，預算這時已經追加到了97億美元。
北京時間2021年12月25日20時20分，望遠鏡在法屬圭亞那庫魯航天發射中心使用阿里安-5大型運載火箭發射升空。在升空30天后，韋伯望遠鏡終于抵達其將要觀測宇宙的位置。這個位置是離地球約150萬公里遠的第二拉格朗日L2點工作區域。
今年2月11日，NASA公布了韋伯望遠鏡所攝第一顆恒星的圖像以及該望遠鏡的一張“自拍照”。3月16日，該望遠鏡成功完成首次精密校準調試，拍攝出了第一張高清照片。此后，韋伯望遠鏡又進行了一系列校準工作，才終于在近期正式開始進行科學觀測。
韋伯望遠鏡作為最新一代的太空望遠鏡，其承擔的任務極為重要。
根據科學家的描述，韋伯望遠鏡是在回視過去的時光，回望宇宙的開端，這是人類所能瞥見的最遙遠的過去。這是因為它可以看到非常遙遠的星系，這些星系的光用了上百億年的時間才抵達望遠鏡。
NASA局長比爾·納爾遜（Bill Nelson）在周一的記者會上稱：“光的旅行速度是每秒18.6萬英里。你們現在在圖片中看到的光點已經旅行了超過130億年。”
現代主流理論認為，宇宙起源于138億年前大爆炸，由于奇點的突然膨脹，才產生了宇宙中的萬事萬物。宇宙快速膨脹下，宇宙早期誕生的發光體會出現紅移現象，也就是說它們發出的可見光和紫外光被拉長，并以紅外線的形式傳播。
通過韋伯望遠鏡，憑借前所未有的分辨率對星系進行紅移觀測，科學家們可以探索到宇宙大爆炸后出現的第一批天體,觀察原始星系如何隨時間生長、恒星和行星系統如何形成，并認識我們身處的太陽系本身，進而了解地球如何具備能提供生命繁衍生息的條件。
這也就意味著，韋伯望遠鏡將成為幫助人類發現新棲息地的探路兵。
納爾遜表示，韋伯望遠鏡非常精確，能讓科學家能夠看到太空深處行星的化學構成并決定它們是否適合生物棲息。“我們將能夠回答我們甚至還不知道的問題。”他說道。
長年擔任歐洲航天局項目經理的彼得·詹森（Peter Jensen）表示：“它（韋伯望遠鏡）將會帶領我們進入一場哥倫布式的旅程，探索一個宇宙史上未知的時代。”
韋伯望遠鏡的誕生將承載四個核心目標：尋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；了解恒星形成和行星系統的形成；研究行星系統和生命起源。
封面圖片來源：攝圖網-401013583
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