比哈勃強100倍的詹姆斯韋伯望遠鏡，到底強在哪裡呢？

07-29

美國宇航局：如果說有一件事應該團結全人類的力量，那就是宇宙的探索。

預定於2021年3月發射的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡，將帶領現代天文學進入新開拓時代。

2021年將發射近幾十年來最重要的空間探索任務之一。美國宇航局稱新的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡是哈勃望遠鏡的正式繼承者，自1990年發射以來，哈勃望遠鏡本身就取得了巨大的成功。這是一個真正壯觀的工程壯舉，而JWST望遠鏡的主鏡為21英尺4英寸(6.5米)，幾乎是哈勃望遠鏡的三倍。一旦它明年用阿麗亞娜5號火箭從其位於法屬蓋亞那的發射基地發射，它將開始新的旅程。不少天體物理學更是聲稱詹姆斯韋伯強於哈勃100倍，那麼它到底有何神奇魅力呢？我們一起來看看，詹姆斯韋伯的10大優點吧。

1.理解早期宇宙

由於它既能看到紅外波長，又能看到可見光譜，這台望遠鏡擁有著前所未有的解析度，可以使我們看到，數十億年前宇宙大爆炸之後第一批恆星和星系形成的時間。換句話說，我們將能夠看到宇宙形成大約3億年後的情景。而現在我們可以看到大約460億光年之外。詹姆斯韋伯將為我們展示可觀測宇宙中最遙遠和最古老的天體。能夠看到這些難以置信的古老星系將提高我們對宇宙的認識，比如宇宙如何工作和它是如何產生的。

2.觀察外星世界

?舉一個例子，同步縮小一下，詹姆斯韋伯強大到足以解決24英里(40公里)以外的一分錢，上面的紋路花樣都可以看的一清二楚，JWST（詹姆斯韋伯）將可以讓我們了解更多的系外行星以及它們的表面大氣和深層空間。更重要的是，望遠鏡能夠解析外星大氣的組成。由於波長覆蓋範圍的擴大，我們將有可能在行星上探測到甲烷、氧氣和二氧化碳等元素和化合物，包括那些在Trappist-1系統中的元素和化合物。換句話說，真正的類地行星將首次出現，我們將朝著在恆星中尋找生命和適宜居住的方向邁進一大步。

3.欣賞完美的風景

當哈勃位於距離375英里(600公里)的低地球軌道上時，詹姆斯·韋伯將在近100萬英里(150萬公里)之外進行觀測。這是地球第二個拉格朗日點的大致位置，在這個區域，望遠鏡將環繞太陽運行，同時仍能與地球保持一致。從這個位置進行觀測可以不間斷地觀察宇宙，遠離諸如地球或月球發出的光和熱源。同時，強大的遮陽罩將保護望遠鏡，使後部的科學儀器和遠觀鏡在寒冷且最佳的狀態下工作（最佳狀態：-388°F，也就是-225°C）。

4.揭示太陽系外行星

到目前為止，已經發現了數千顆太陽系外行星，其中許多是開普勒任務發現的，這是非常值得雀躍的成果。JWST將部署幾種探測系外行星的方法，包括利用其紅外視覺探測，直接探測行星的熱量和其他條件。它還配備了日冕圖的能力，使它能夠阻擋來自主恆星光線(這些恆星比行星亮數百萬倍)，並直接觀察作為不同光點的較大行星。JWST還將使用凌日法來觀測恆星亮度的微小下降，因為系外行星會在它們的恆星面前經過（這句話就是我為大家簡單介紹一下凌日法，凌日法是發現行星的主要手段之一）。

5.搜尋太陽系第九行星

許多科學家認為，一顆未被發現的大行星潛伏在太陽系外。科學家發現冥王星軌道的柯伊伯帶有未解的重力異常。如果第九行星確實存在的話，JWST應該有能力通過紅外光譜來探測它的大氣成分，從而直接對它進行成像。預計九號行星將在離太陽最遠1200 AU的地方存在。然而，如果發現了9顆行星，那將是自1846年海王星以來發現的最後一顆太陽系行星（可能是最後一顆吧），這是世紀壯舉。

6.研究太陽系

除了回顧宇宙數十億年之外，韋伯還將有能力以前所未有的細節來研究我們自己的太陽系。除了能夠拍攝行星、小行星和彗星等令人印象深刻的超高清照片外，它還能分辨出大多數其他望遠鏡都無法看到的物體，無論是地面望遠鏡還是太空望遠鏡。關於銀河系的一角，仍然有許多問題沒有得到解答，JWST將能夠繪製出遙遠物體的表面並分析它們的組成。美國宇航局甚至表示，它非常的強大。

7.基於哈勃的成功

?JWST更像是哈勃的科學繼承者，而不是替代者，因為它承載著更大的儀器有效載荷，並且被設計用來實現更廣大的目標。首先，JWST主要用於紅外波段的觀測。這使得觀察距離最大的物體以及電磁光譜上的元素特徵變得更加容易。相比之下，哈勃望遠鏡只能觀測到紅外距離的較小部分。最終，韋伯將能夠看到非常遙遠的星系。

8.提供十年的答案

一旦於2021年發射，JWST將經歷6個月的調試過程，其中包括前往目的地的長達一個月的旅程。整個任務壽命計劃至少持續五年半，NASA希望望遠鏡能工作十年以上。不幸的是，由於所涉及的距離很遠，因此無法為JWST提供服務，而哈勃則很容易到達低地軌道上。儘管如此，Webb將攜帶足夠的燃料至少維持十年，而五年的科學運行將通過對飛行系統的廣泛測試來計算。

9.測量暗物質的影響

一個多世紀以來，暗物質一直困擾著科學家。儘管如此，天文學家仍然堅信它的存在，因為它對星系和星系團產生了無法解釋的引力效應。雖然韋伯不能直接觀察暗物質，但它配備了測量暗物質效果所需的工具。韋伯將能夠準確地探測組成星系的重子，也就是正常物質的數量，使科學家能夠計算出暗物質的數量來解釋它們的引力效應。這將更好地確定暗物質在宇宙演化中所扮演的角色。

10.團結世界

?如果說有一件事應該團結全人類的力量，那就是宇宙的探索。儘管美國航天局是主要的單位，但該項目得到了來自世界各地的空間機構、政府和私人組織的支持。主要貢獻者包括歐洲航天局和加拿大航天局。因此，JWST是一項跨國努力的結果，各國也花費了超過100億美元。發射本身將在位於南美洲的法國海外地區法屬蓋亞那的歐空局運營的蓋亞那空間中心進行。

詹姆斯韋伯太空望遠鏡是如此強大，它將能夠揭示宇宙的一個細節水平，我們從未見過。就像之前的哈勃一樣，韋伯最偉大的發現很可能是我們今天無法想像的。你認為韋伯會向我們揭示什麼偉大的秘密？