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欧洲,发射了一颗大眼睛

2022-10-07 08:42
湖北
来源:澎湃新闻·澎湃号·湃客
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原创 无梦 地球知识局

(⊙_⊙)

每天一篇全球人文与地理

微信公众号:地球知识局

探索永无止境

作者:无梦

校稿:朝乾 / 编辑:蛾

2021年12月25日,全世界天文爱好者的目光都聚焦在了位于法属圭亚那的欧洲太空港中。毕竟,在那枚屹立于发射架的火箭的肚子里,静静地躺着一个已经放了全世界14年鸽子的大家伙。

欧洲太空港所在▼

当地时间20点15分,随着控制中心一声令下,运载着詹姆斯·韦伯空间望远镜(JWST)的阿丽亚娜5型火箭顺利点火升空,全世界的天文爱好者们无不额手称庆。

对于所有心系星辰大海的人而言,这都是一个值得纪念的日子,因为那颗高悬在人类头顶的“太空之眼”,又变得更加明亮了一些。

从法属圭亚那启程,冲上云霄(图:壹图网)▼

空间探索,起步哈勃

如果想要更进一步地探究宇宙的奥秘,那么把宇宙看清楚无疑是我们要迈出的第一步。

不过,由于在地球上会不可避免地受到天气、光污染和大气畸变等问题的影响,科学家不得不将观测宇宙的任务搬到大气层外,而这一思路的直接产物便是哈勃空间望远镜,也就是不少人印象里那个插着一对太阳能板翅膀,自己长得像个大圆筒的家伙。

为纪念“星系天文学之父”埃德温·哈勃

人们把这台空间望远镜命名为哈勃(图:wiki)▼

自哈勃于1990年发射升空至今,已经过去了三十多年。在这期间,哈勃已经拍摄了海量的太空影像,而有些图片在经过技术处理后可以说美轮美奂,即便是普通人都能从其中深刻地感受到宇宙的瑰丽与恢弘。若论其中最知名的,当属下面这张创生之柱。

绚烂至极,壮丽至极,动人心魄的美

(图:shutterstock)▼

这幅图像拍摄于1995年,当时哈勃正把自己的镜头对准老鹰星云,画面中这些暗色的“柱子”都是星际气体和尘埃,它们本身并不发光,但这些这片星云的背后有着大量年轻而闪亮的恒星。在星光的照耀下,黯淡的老鹰星云宛若一个轮廓状的剪影,高悬在天穹的一角,场面可谓极尽震撼。

多年来,哈勃望远镜拍摄的佳作不少

比如这张船底座星云图(图:wiki)▼

如果说创生之柱是宇宙背景上的“小尺度创作”,那么哈勃眼中所呈现的星系碰撞,无疑算得上“大场面”了——

在哈勃的镜头下,两个旋涡状的星系正彼此接近,巨大的引力作用已经撕扯开了上面星系的一条悬臂,让这条悬臂开始朝着那个小一些的星系靠拢。从地球的角度看来,那个大一点的星系看起来就像一朵正在盛开的玫瑰。

古往今来,璀璨星空总能激发人们的浪漫想象

(图:wikimedia)▼

令人遗憾的是,虽然哈勃为我们定格了如此之多的经典镜头,但“年事已高”的它已经显得有些力不从心了。

一方面,尽管自发射以来,NASA已经对其进行了五次大规模的维护修缮,但设备老化的现状还是一直困扰着哈勃,如陀螺仪故障、电路板故障之类的问题不时发生;另一方面,哈勃主要在短波波段工作,对于那些距离我们非常遥远的星系,它就有些力不从心了。

某次维护期间,宇航员检修哈勃望远镜

(图:壹图网)▼

综合以上这两点原因,虽然哈勃目前仍可以继续工作至2030年后,但给它找位“接班人”的任务却已经早早地被提上了日程,也就是我们文章开头提到的这座詹姆斯·韦伯空间望远镜。

百亿美元,青出于蓝

相较于自己那个名声显赫、功勋卓著的前辈,詹姆斯·韦伯空间望远镜在发射升空前所受到的关注其实也不少。原因无它,实在是这位继任者太“鸽”了。

千呼万唤始出来,原来长这样(图:wiki)▼

好家伙,光是主镜就有这么大(图:wiki)▼

按照原计划,韦伯本应于2007年发射,而整个项目的最初造价也只有5亿美元。然而天不遂人愿,由于各种各样的原因,发射计划共推迟十二次,项目预算也直接猛增到了98亿美元……

不过,虽然拖拉到让人心碎,但韦伯的能力可是一点都不含糊。今年7月12日,NASA公布了韦伯所拍摄的首批全彩图像,充分展现了这个百亿鸽王的实力。

看了韦伯望远镜拍的美图,突然明白了一件事

这家伙贵,自有它贵的道理(图:壹图网)▼

宇宙茫茫,星汉灿烂;狼蛛星云,韦伯所摄

(图:wikimedia)▼

尽管单从视觉角度来看,图像中那些耀眼的“八芒星”最引人注目,但它们其实是银河系内的恒星,相对来说并不重要,反倒是那些不怎么显眼的小亮点才能真正体现出韦伯的实力——其实,这些小点都是和银河系一个级别的星系,只是因为距离我们太过遥远,才只剩下一个光点。

而根据现代宇宙学的研究结果,凡是离我们越远的星系,远离我们的速度也就越快,他们的光谱也就越红,这一数据被称之为“红移值”。根据相关标准,凡是红移值大于1.67的天体,其远离我们的速度就已经超过了光速,而韦伯最近所发现的一个星系,其红移值更是高达16.5。

相较之下,韦伯更胜一筹(横屏,底图:ESA)▼

此前,由于观测能力的限制,哈勃是没办法捕捉到这些微弱星光的,而这对韦伯来说却并不是什么难事。应该说,韦伯之所以能够站在空间探测的跑道上,稳稳地接过前辈哈勃递来的接力棒,靠的就是硬件和技术方面的巨大突破。

例如,哈勃的主镜口径只有2.4米,而韦伯的主镜足足有6.5米;在可观测到的光波长方面,哈勃为2.4微米到200纳米,而韦伯则横跨28微米到600纳米。

测试中的韦伯主镜,科幻感爆棚(图:wiki)▼

韦伯望远镜的遮光板(图:wiki)▼

另外,哈勃的运行高度距离地面大约570公里,而韦伯的运行位置要远得多,距离地球足足150万公里,相当于地月距离的4倍,这也有助于它屏蔽来自地球和月球的辐射干扰,更好地进行观测。

这么一比,韦伯望远镜呈现的细节确实更丰富

(车轮星系,横屏,图:壹图网)▼

考虑到由于送韦伯上天的阿丽亚娜5型火箭投送精度超过预期,韦伯所搭载的燃料足够其使用二十年之久。在未来很长的一段时间里,人们都有机会通过它见证更多的宇宙奥秘。

曼妙星空,并不遥远

德国著名哲学家康德在自己的墓志铭上写到,有两样东西最能使人们的心灵感到敬畏,一样是心中的道德法则,而另一样则是头顶上的星空,而这也的确从某种角度说明了人类对于宇宙的复杂感情。

宇宙有多浩瀚,人类就有多渺小

(横屏,图:shutterstock)▼

*本内容为作者提供,不代表地球知识局立场

封面图片来自:壹图网

END

原标题:《欧洲,发射了一颗大眼睛!》

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