关于韦伯望远镜的二三事，看这一篇就够了|哈勃|望远镜|美国宇航局|行星|詹姆斯·韦布

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原作：Elizabeth Howell , Daisy Dobrijevic

翻译：杨欣冉

校译：盛衍钧梁美珍

编排：王璞

后台：胡永葳李子琦李鸣晨

原文链接：https://www.space.com/21925-james-webb-space-telescope-jwst.html

詹姆斯韦布太空望远镜于2021年12月25日发射。

2020年5月30日星期六的上午，载人龙飞船（Crew Dragon）预备发射。

图源：詹姆斯韦布太空望远镜是最大和最强大的太空望远镜。（图片来源：24K-通过 Getty Images 制作）

美国宇航局的詹姆斯韦布太空望远镜 (JWST) 是一个红外空间天文台，于 2021 年 12 月 25 日在美国东部标准时间上午 7:20（格林威治标准时间 1220；库鲁当地时间上午 9:20）从欧空局位于法属圭亚那库鲁的发射场阿丽亚娜5号火箭上发射升空。

耗资100亿美元的詹姆斯韦布太空望远镜——美国宇航局最大、最强大的太空科学望远镜——将探索宇宙，以揭示宇宙从大爆炸到外星行星形成及以后的历史。它是美国宇航局的伟大天文台之一，是可以深入宇宙的巨大的太空仪器，这其中也包括哈勃太空望远镜之类的仪器。

詹姆斯韦布太空望远镜花了 30 天的时间才行进近 100 万英里（150 万公里）到它的永久所在地：拉格朗日点——太空中一个重力稳定的位置。望远镜于 2022 年 1 月 24 日到达 L2，即第二个日地拉格朗日点。L2 是地球附近空间中与太阳相对的一个点；该轨道将使望远镜在绕太阳运行时与地球保持一致。它一直是其他几个太空望远镜的热门地点，包括赫歇尔太空望远镜和普朗克太空天文台。

詹姆斯韦布太空望远镜基本参数

发射日期：2021 年 12 月 25 日。

成本（发射时）：100 亿美元。

轨道：JWST 将围绕第二个拉格朗日点 (L2) 绕太阳运行，距离地球近 100 万英里（150 万公里）。

主镜尺寸：21.3 英尺（6.5 米）宽。

遮阳板：69.5 英尺 x 46.5 英尺（22 米 x 12 米）。

质量：14,300 磅（6,500 公斤）。

根据美国国家航空航天局的说法，詹姆斯韦布太空望远镜将专注于四个主要领域：宇宙中的第一束光、早期宇宙中的星系组合、恒星和原行星系统的诞生以及行星（包括生命迹象）。

詹姆斯韦布太空望远镜将进行一系列科学和校准测试，包括遮阳板展开、望远镜展开、仪器开启和望远镜校准。（图片来源：未来）

JWST 目前正在进行一系列科学和校准测试。

6月17日，美国宇航局宣布韦布的仪器检查已完成一半。“截至今天，韦布的 17 种仪器模式中有 7 种已为科学做好准备，”美国宇航局在推特上说。

“韦布在哪里”代理网页上还提供了详细的仪器模式“核对”列表。

强大的詹姆斯韦布太空望远镜也有望像其前身哈勃太空望远镜一样拍摄令人惊叹的天体照片。对于天文学家来说幸运的是，哈勃太空望远镜的健康状况良好，这两台望远镜很可能会在 JWST 的头几年一起工作。JWST 还将观察开普勒太空望远镜发现的系外行星，或跟进地面太空望远镜的实时观测。

詹姆斯韦布太空望远镜是 NASA、欧洲航天局 (ESA) 和加拿大航天局之间令人印象深刻的国际合作的产物。据 NASA 称，JWST 涉及美国 29 个州和 14 个国家的 300 多所大学、组织和公司。根据 ESA，詹姆斯韦布太空望远镜的服役时间是 5 年，但目标是 10 年。

詹姆斯·韦布太空望远镜的发射和部署

由于成功和精确的发射，美国宇航局宣布 JWST 应该有足够的燃料，使其 10 年的最低任务预期寿命增加一倍以上。自发射以来，詹姆斯韦布太空望远镜的成就不断涌现。

一段令人印象深刻的高清视频捕捉到了天文台从携带它进入太空的阿丽亚娜 5 号火箭飞走。这段三分钟的视频显示，韦布慢慢地从它的火箭级漂走并展开它的太阳能电池板。这段视频特别引人注目，因为它标志着我们最后一次看到詹姆斯韦布太空望远镜，因为天文台没有任何机载相机。

詹姆斯韦布太空望远镜与将其送入太空的阿丽亚娜 5 号火箭分离后。这是我们最后一次看到令人印象深刻的望远镜。（图片来源：欧空局）

2021年12月31日，韦布成功展开其巨大的遮阳板。2022 年1月3日，遮阳板的五层拉紧开始，次日完成。望远镜的次镜随后于 2022 年 1 月 5 日成功部署并锁定。

然后在2022年1月8日，美国宇航局宣布詹姆斯韦布太空望远镜已成功展开巨型主镜，现已全面展开。韦布的下一步是对齐组成天文台主镜的 18 个独立镜子。美国宇航局估计，这项工作可能需要在发射后 120 天才能完成。

詹姆斯韦布太空望远镜在飞行近一百万英里（150 万公里）后，于 2022 年 1 月 24 日到达了它的最终目的地：L2，这是太阳-地球的第二个拉格朗日点。拉格朗日点是空间中的重力稳定点。

詹姆斯·韦布太空望远镜影像

詹姆斯韦布太空望远镜拍摄的第一张公布的图像显示了从 2022 年 2 月 2 日开始在 25 小时内创建像素的一部分，这是在对齐詹姆斯韦布太空望远镜的 18 段镜子的过程的早期阶段。（图片来源：美国国家航空航天局）

主要的韦布图片发布活动将于7月12日美国东部时间上午10:30（格林威治标准时间1430）举行。

当天晚些时候以及7月13日将举行更多的影像活动

韦布在其各种仪器检查期间已经为我们提供了几张令人印象深刻的图像。

2月11日，美国国家航空航天局宣布詹姆斯韦布太空望远镜已经捕获了它的第一张星光图像。韦布拍摄的第一张图像是一颗名为 HD 84406 的恒星。来自 HD84406 的光被位于主镜上的韦布的 18 个镜段捕捉到，从而形成了由 18 个分散的亮点组成的像素。

“随着韦布在接下来的几个月里调整和聚焦，这18个点将慢慢变成一颗恒星。”美国宇航局科学任务理事会副署长 Thomas Zurbuchen在推特上说。

2月18日，NASA 发布了一张经过改进的新HD84406 图像，将18个未聚焦的恒星副本带入了刻意的六边形结构。一旦天文台成功对齐主镜的各个部分，它将开始图像堆叠过程。这会将18个图像相互叠加，形成一个清晰的视图。

韦布还使用 NIRCam 仪器内部的专用相机拍摄了令人印象深刻的“自拍”。该相机设计用于工程和校准目的。

一张“自拍”展示了詹姆斯韦布太空望远镜主镜的 18 个片段，从 NIRCam 仪器内部的专用相机中可以看到。（图片来源：美国国家航空航天局）

在“自拍”中，您可以看到其中一个镜子片段比其他片段更亮，这是因为它是当时唯一成功对齐并指向星星的片段。其余的镜段都被成功地一一对齐。

4月28日，美国宇航局在一份声明中宣布，詹姆斯韦布太空望远镜已经完成了校准阶段，因为它证明了它可以捕捉到所有四个科学仪器的“清晰、聚焦良好的图像”。

该机构于 2022 年 4 月 28 日宣布，NASA 的詹姆斯韦布太空望远镜现在可以使用多种仪器捕捉天体的清晰图像。（图片来源：NASA/STScI）

詹姆斯·韦布太空望远镜科学任务

JWST的科学任务主要分为四个领域：

光和再电离

这是指宇宙大爆炸开始我们今天所知的宇宙之后的早期阶段。在大爆炸后的第一阶段，宇宙是一片粒子（如电子、质子和中子）的海洋，直到宇宙冷却到足以让这些粒子开始结合时，才能看到光。JWST 将研究的另一件事是第一颗恒星形成后发生的事情；这个时代被称为“再电离时代”，因为它指的是中性氢被这些第一批恒星的辐射再电离（再次带上电荷）。

詹姆斯韦布太空望远镜直径 21.3 英尺（6.5 米）的主镜。（图片来源：NASA/C. Gunn）

星系的构成

观察星系是了解物质如何在巨大尺度上组织的一种有用方法，这反过来又为我们提供了有关宇宙如何演化的提示。我们今天看到的螺旋星系和椭圆星系实际上是在数十亿年的时间里从不同的形状演变而来的，而JWST的目标之一是回顾最早的星系，以更好地了解这种演变。科学家们也在试图弄清楚我们是如何得到今天可见的各种星系的，以及目前星系形成和组装的方式。

恒星和原行星系统的诞生

鹰状星云的“创造之柱”是一些最著名的恒星诞生地。恒星进入气体云中，随着恒星的生长，它们施加的辐射压力会吹走茧气体（如果不是太分散的话，它可以再次用于其他恒星。）然而，很难在内部看到气体。JWST的红外线眼睛将能够观察热源，包括在这些茧中诞生的恒星。

行星和生命起源

在过去的十年中，我们发现了大量的系外行星，包括美国宇航局寻找行星的开普勒太空望远镜。JWST强大的传感器将能够更深入地观察这些行星，包括（在某些情况下）对它们的大气层进行成像。了解行星的大气和形成条件可以帮助科学家更好地预测某些行星是否适合居住。

詹姆斯·韦布太空望远镜机载仪器

JWST将配备四台科学仪器，可以在可见光、近红外和中红外（0.6 至 28.5 微米）波长下进行观测。

詹姆斯·韦布太空望远镜 VS哈勃太空望远镜

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NASA/ESA 哈勃太空望远镜和 NASA/ESA/CSA 詹姆斯韦布太空望远镜各自镜子的比较。（图片来源：Future/Adrian Mann）

詹姆斯韦布太空望远镜被称为哈勃太空望远镜的继任者。

科学进步就是“站在巨人的肩膀上”，JWST将做到这一点，因为它的科学目标是由哈勃的结果推动的。

这两个太空望远镜具有不同的能力，而哈勃主要观察光学和紫外线波长的宇宙（具有一些红外线能力）。JWST将主要用红外线观察宇宙。根据欧空局的说法，由于宇宙的膨胀，来自遥远物体的光在光谱的较红端转移到更长的波长——称为红移。JWST将非常详细地观察这种红外光，并揭示宇宙中一些最古老的恒星和星系。