詹姆斯-韦伯太空望远镜的技术

2022 年 7 月 12 日，美国国家航空航天局公布了詹姆斯-韦伯太空望远镜拍摄的新照片。对未经专业训练的人来说，这些图像只是漂亮的照片，但对天文学家来说，它们代表着太空探索的一个突破性转折点。什么是 JWST，它是如何工作的，在这些新图像中又能看到什么呢？这里有一个简单的解释：

詹姆斯-韦伯太空望远镜是什么，它位于哪里？

詹姆斯-韦伯太空望远镜（JWST）是美国国家航空航天局于 2021 年 12 月 25 日发射的一架巨型望远镜。它目前围绕太阳运行，距离地球约 100 万公里。

詹姆斯-韦伯太空望远镜是如何工作的？

简单地说，JWST 使用一个巨大的镜子（望远镜上巨大的蜂窝状图案）和一个复杂的相机来捕捉红外光，帮助我们探索太空。

说 JWST 可以看到过去，一点也不夸张。光在太空中的传播速度很快，但要穿越的空间却很大。因此，当 JWST 看到光时，它看到的是光到达 JWST 时的样子。

光的传播速度约为每秒 186,000 英里，每分钟 1116 万英里（1 光分），每年 5.88 万亿英里（1 光年）。太阳距离地球约 9300 万英里，相当于 0.0000158 光年。因此，当你在地球上看到阳光时，光线大约经过了 8 分钟才到达你的身边。从根本上说，你看到的是八分钟前太阳的样子（不要直视太阳！）。

与 JWST 所能看到的相比，这是一个极短的距离。我们能看到八分钟前 0.0000158 光年距离的光，而 JWST 能看到数十亿年前 136 亿光年距离的光波。通过 JWST，我们可以看到数十亿年前的过去。

为什么詹姆斯-韦伯太空望远镜如此重要？

如果我们能看到那么远的太空和那么远的过去，我们就能研究数十亿年前宇宙的样子，我们就能获得更多关于宇宙如何随时间变化的线索。我们还能看到是否有宜居行星和/或其他生命的证据。

詹姆斯-韦伯太空望远镜与哈勃太空望远镜有何不同？

有了 JWST，我们可以比以往任何时候都更深入地观察宇宙。 看看詹姆斯-韦伯太空望远镜拍摄的照片与哈勃望远镜拍摄的照片相比有何不同。

詹姆斯-韦伯太空望远镜的首批图像显示了什么？

图像 1: 深场：SMACS 0723

这幅图像显示了距离46亿光年（即46亿年前）的数千个星系。一个星系包含数十亿颗恒星，这些恒星有自己的太阳系，这些太阳系有自己的行星。要探索的行星可真不少！

最疯狂的部分是什么？从我们的角度来看，这些星球只有一粒沙子那么大。美国国家航空航天局说："如果你在天空中与一粒沙子保持一臂的距离，那么这粒小沙子的大小就相当于这张图片中韦伯的眼睛。"

图片 2：系外行星：WASP-96 B

这幅图像显示了一颗系外行星从恒星前方经过时的光谱。系外行星是一颗围绕太阳运行的行星，而光谱是我们测量光、辐射和粒子与物质相互作用的方式。

这颗遥远行星的光谱数据显示了水的证据。

图 3：恒星死亡：行星状星云 NGC 3132

在这里，我们看到了一个星云，它是由即将死亡的恒星爆炸后产生的气体和尘埃云。据美国国家航空航天局（NASA）称，图片中心的恒星 "数千年来一直在向各个方向释放气体和尘埃环"。

图片 4：相互作用的星系：史蒂芬五重奏

你可能在《生活多美好》中见过史蒂芬五重奏。这是一个由五个星系组成的星系群，其中有恒星诞生，甚至有黑洞向外流动。这是韦伯最大的图像：1.5 亿像素。

图像 5：恒星形成区：船底座星云中的 NGC 3324

这幅图像显示了从未见过的恒星。底部的 "宇宙悬崖 "实际上是一个气体腔的边缘，这个气体腔源自图像顶部年轻恒星喷射出的星云（有时星云是在恒星诞生时形成的，而不是在恒星死亡时）。

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