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2022年7月,NASA公布了一些照片,其中一张让我们看到了迄今为止最早期的宇宙,还发现了一颗有水的系外行星。 这些照片来自詹姆斯·韦伯太空望远镜。它一直被看作哈勃太空望远镜的继承者。今天我们就来说说,这架全球最大、性能最强的太空望远镜,到底给人类带来了哪些惊喜。 耗资百亿的“鸽王” 韦伯望远镜由NASA、欧洲航天局和加拿大航天局合作开发,用NASA第二任局长詹姆斯·韦伯命名。他任职期间完成了阿波罗计划、水星计划、双子座计划。韦伯望远镜的计划,也是他离开NASA之前提出的。 但望远镜真正开始开发是在上世纪90年代,花了25年才完成,耗资100亿美元。由于技术复杂性和预算超支,发射日期从原定2007年一直推迟到2021年。 2021年12月25日,它终于坐着欧洲的阿丽亚娜5号火箭升空了。 专注红外光的“眼睛” 韦伯望远镜专注于红外光。哈勃主要探测可见光,而韦伯几乎完全不探测可见光。 看这两张创生之柱的照片就明白了。左边是哈勃拍的可见光图像,能清楚看到气体云和尘埃。右边是韦伯拍的近红外光图像,能透过气体和尘埃看到背后的东西。 为什么红外光能穿透气体和尘埃? 因为波长越长,穿透力就越强。电磁波谱中,无线电波波长可达数公里,能轻松穿过建筑。红外线波长比红光还长,所以也能穿透尘埃。可惜我们肉眼看不见,但韦伯可以。 红外线还有个特点:任何能向外辐射热量的东西,都会发射红外线。人类、动物、恒星、火都是如此。士兵夜间用的夜视镜,就是靠这个原理成像。 为什么要看红外光? 由于宇宙膨胀,最早期的星系发出的可见光,早被拉长到了红外光谱,这就是红移现象。韦伯专注红外光,可以通过测量红移程度推断天体距离和宇宙膨胀速度,还能研究大爆炸后恒星和星系怎么形成。 但红外望远镜有个挑战:必须保持极低温度。因为韦伯自身也会辐射热量,干扰从星系来的光波。它必须在零下223℃以下工作。 地球上达不到这个条件,但太空可以。前提是得避开太阳辐射。 五层遮阳罩 月球没有大气层,温度完全取决于太阳辐射。晚上零下173℃,白天127℃。韦伯也会面临同样问题。 为了挡住太阳、地球、月球的光和热,工程师给它装了五层遮阳罩。每层差不多一个网球场大,厚度却和头发丝差不多。材料叫聚酰亚胺薄膜,能承受零下269℃到400℃的极端温度。 每层之间留有真空空间,热量在到达第五层时已降到很低。再加
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