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新的太空望远镜可以窥视宇宙的第一批星系

天文学与空间 2022-08-30 00:01:15

由科罗拉多大学博尔德分校的丹尼尔·劳特撰写 艺术家对詹姆斯·韦伯展开镜子的空间描绘

信用:美国宇航局GSFC / CIL /阿德里亚娜曼里克古铁雷斯 十二月

18日,美国宇航局将向太空发射下一次旗舰任务

这个被称为詹姆斯·韦伯太空望远镜的航天器带来了很多风险:它大约270平方英尺的镜子将收集从遥远的太空流入的光线,将折叠在火箭内发射,然后展开远离地球

天文学家打赌这些挑战是值得的

许多人将詹姆斯·韦伯称为哈勃太空望远镜的继承者,哈勃太空望远镜于1990年发射,提供了惊人的宇宙图像,包括鹰状星云中的创世之柱

在其他目标中,詹姆斯·韦伯将在外星行星的大气层中搜寻科学家所说的“生物标志”,即理论上可能表明表面存在生命的气体

博尔德大学天体物理学和空间天文学中心助理教授梅雷迪斯·麦格雷戈将在本周菲斯克天文馆的一系列活动中讲述詹姆斯·韦伯的科学

这些活动由位于科罗拉多州的鲍尔航天公司赞助,该公司设计并建造了望远镜的展开镜

麦格雷戈今天和科罗拉多大学博尔德分校坐在一起,谈论她和其他天文学家一样,是如何等待这次发射很长时间的

为什么天文学家对这台望远镜的发射如此兴奋? 在天文学和天体物理学领域,每10年我们都会进行一次十年一次的调查,这是美国国家科学院成立一个委员会的地方,该委员会决定美国天文学在未来10年的发展方向

当你想发射真正大的东西,我们称之为旗舰任务,它必须经历这个过程

詹姆斯·韦伯入选了2000年发布的十年调查

我从高中起就一直听说詹姆斯·韦伯

像这样的项目可以跨越科学家的整个职业生涯

它也非常大——詹姆斯·韦伯的镜子横跨20多英尺,比迄今为止任何其他太空望远镜都大

这有什么区别吗? 有了天文观测,你就会关心我们所说的收集区

你可以把望远镜想象成一个收集光线的巨大水桶

水桶越大,你收集的光越多,你能以更高的分辨率看到更微弱的物体

詹姆斯·韦伯是如何建立哈勃太空望远镜遗产的? 美国国家航空航天局的所有旗舰任务都是通过缓慢的天文学进程相互补充的

但是詹姆斯·韦伯在许多方面不同于哈勃

哈勃观察紫外线

这种光的波长比我们能看到的光的波长要短

詹姆斯·韦伯则在光谱的另一边,向更长的波长和红外光推进

用那种光我们能看到什么? 詹姆斯·韦伯的一些主要目标是理解我们宇宙的早期形成,这依赖于我们的宇宙从大爆炸开始并正在膨胀的想法

随着宇宙的膨胀,星系之间的空间也在伸展,这意味着星系发出的光在太空中传播时也在伸展

我们称之为宇宙红移

所以它能让我们回顾宇宙的黎明? 通过红外观测,我们将看到更远的时间,看到来自最初形成的星系的光

研究系外行星或绕遥远恒星运行的行星的人也非常兴奋

为什么呢? 红外线对于观察围绕年轻恒星运行并最终可能形成行星的气体和尘埃圆盘是惊人的

换句话说,我们可以看到将形成新行星的物质储备

尘埃被恒星加热,它会发热

红外光基本上是热的——我坐在这里发出红外光

詹姆斯·韦伯能够在外星星球上寻找可能的生命迹象吗? 这项任务有望让我们首次探测到系外行星大气中的气体

我们对寻找像甲烷这样的气体特别感兴趣,这可能表明一个星球上存在生命

我们称之为生物标志

如果我们成功了,天文学将进入一个新的领域,在那里我们可以真正确定什么可能是生命的迹象,什么可能不是

你认为这台望远镜对科学的最大贡献是什么? 对于詹姆斯·韦伯将会做什么,我们有很多预测和目标

但我确信它最令人兴奋的发现将围绕着我们现在想都不敢想的事情

谁知道我们会发现什么?

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