美韋伯太空望遠鏡為何備受關注

本報特約記者 張一帆

12月25日，美國國家航空航天局（NASA）的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（以下簡稱韋伯望遠鏡）在經歷多次技術因素和惡劣天氣造成的延誤後，成功搭乘歐洲航天局的阿麗亞娜5號火箭從法屬圭亞那基地發射升空。西方媒體紛紛稱，這開啓了一個備受期待的天文探索新時期。

韋伯望遠鏡是目前全球已建成性能最強大、也是造價最高的太空望遠鏡。它造價高達90億美元，重7噸，主鏡直徑6.5米，由18片巨大六邊形子鏡構成；遮陽板面積相當於一個網球場。由於體形巨大，韋伯望遠鏡以摺疊狀態發射升空。科研人員採取遙控方式，待韋伯望遠鏡進入太空後逐步將其展開。火箭升空約30分鐘後，韋伯太空望遠鏡與火箭脱離，將在未來13天內在軌道飛行期間逐漸展開，而這必須至少完成344個關鍵的預定動作，整個過程猶如“化繭成蝶”。韋伯望遠鏡在太空中再飛行兩週後，將到達距離地球161萬公里軌道上的目的地，這大約是地球與月球4倍遠的距離。地球和望遠鏡將同步環繞太陽運行，使望遠鏡在特殊軌道上與地球一直保持對齊。韋伯望遠鏡到達觀測位置後，科研人員還需再花費5個月時間對其進行各項檢查，預計望遠鏡將在2022年6月底前正式向地球發回第一批觀測到的宇宙圖像。

目前人類尚在使用的太空望遠鏡是1990年4月發射的哈勃太空望遠鏡。過去30多年中，哈勃太空望遠鏡為人類提供了非常重要的宇宙圖像，如著名的“創生之柱”和被稱為“哈勃超深空”的近萬個星系的圖像。這些圖像都加深了人類對“大爆炸”以來宇宙變化的認識，甚至改變了人類對宇宙的思考方式。韋伯則是當前世界上最強大、最複雜的太空望遠鏡。與哈勃望遠鏡相比，韋伯太空望遠鏡具有更大優勢：哈勃設計目的是收集可見光和紫外光，只有有限的紅外光能力。韋伯望遠鏡收集紅外光；哈勃望遠鏡直徑2.4米，韋伯望遠鏡直徑 6.5米，有更大的集光區，也就意味着韋伯可以比哈勃看得更深更遠；哈勃在非常接近地球的軌道上運行，而韋伯望遠鏡將在150萬公里之外；韋伯望遠鏡的靈敏度比哈勃望遠鏡高約100倍。韋伯望遠鏡的設計是為了超越哈勃看到宇宙的更深處。

總體而言，韋伯太空望遠鏡有四個主要目標：尋找大爆炸後在宇宙中形成的第一批恆星和星系的光；研究星系的形成和演化；瞭解恆星形成和行星系統的形成；研究行星系統和生命起源。▲