作者:加州大学伯克利分校罗伯特·桑德斯
一位艺术家对美国宇航局詹姆斯·韦伯太空望远镜的描绘，该望远镜将窥视宇宙的早期和附近系外行星的大气层
荣誉:美国宇航局戈达德太空飞行中心 美国宇航局最新的也是最时髦的任务，詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)，在圣诞节当天发射，仅在两周前部署了21英尺宽的镜子，并在本周早些时候到达轨道目的地
加州大学伯克利分校的天文学家们正迫不及待地开始观测，一台崭新的望远镜几乎成为现实
经过几个月的焦虑，100亿美元的望远镜——25年的制作和非常成功的哈勃太空望远镜e的继任者——甚至能否在发射中幸存下来，更不用说从蛹展开成一个金色的望远镜了，这些天文学家感到足够自信来计划对附近星系和太阳系中一些最近的邻居进行夏季观测
“我非常感谢它的推出，一切似乎都在发挥作用
我认为这太不可思议了，”内德·莫尔特说，他是加州大学伯克利分校的一名博士生，与校园天文学家伊姆克·德·佩特一起工作，他领导着13个小组中的一个，这些小组有机会与JWST号一起进行早期观测
“我代表我们许多人说，我们对这次发射欣喜若狂
" “圣诞节那天，詹姆斯·韦伯太空望远镜发射升空，这是多么美好的圣诞礼物啊，”加州大学伯克利分校天文学副教授丹·韦斯(Dan Weisz)附和道，他领导的另一个团队获得了观测时间奖，这是“早期释放科学”项目的一部分
“整个2022年都将是韦伯的盛宴
今年的第一部分，我们将让望远镜加速运转并投入使用，在初夏和秋季，我们将开始观测，然后发表一系列关于最初结果的论文
这将是韦伯的一年
太棒了
" 就在一个月前，也就是12月11日，它发布了
25日，JWST号开始在太空中滑行到达它的最终目的地，这个地方被称为L2:太阳系中一个特殊的地方——拉格朗日点——地球对望远镜的引力正好与太阳的引力相平衡
JWST号于2010年1月28日星期一进入环绕L2的轨道
24，它将永远停留在那里，从地球与太阳相对的一侧向外看宇宙
六个月试运行 当望远镜在距离地球945，000英里、距离地球比月球远四倍的地方运行时，科学家们开始将主镜与副镜对准，以获得尽可能清晰的图像，主镜是由18个较小的镀金六边形反射镜组成的
其他科学家测试了船上的许多仪器，以确保它们能够正常工作，记录来自太空物体的红外光
在长达六个月的试运行阶段后，美国宇航局挑选的13个团队将带着新望远镜进行旋转，通过瞄准天文物体来检验其仪器，这些天体将是科学家在望远镜计划的10年运行期间的主要焦点，而且可能会更长
“13人中有两人由伯克利的人领导是非常特殊的，”研究生院教授德·佩特说，她在去年退休前于2017年写下了她的建议
考虑到JWST的主要任务是研究暗淡、遥远的星系和微弱的系外行星，由德·佩特和她的大约50名天文学家组成的团队计划的观测似乎不合时宜:他们将把望远镜对准天空中最亮的物体之一——木星
“他们(美国宇航局)想让天文学社区参与进来，看看什么是可行的，韦伯能做什么，并真正将其推向极限，”德·帕特尔说
“我们想出了观察木星系统的想法，因为木星非常明亮，但是在木星旁边，你有这些非常微弱的光环和一些非常微弱的卫星
此外，当木卫一和木卫三在木星的阴影下黯然失色时，我们将观察它们微弱的光谱特征，这是一个相当具有挑战性的实验，因为这两个天体离木星非常近，在可见波长下是不可见的
我们认为这将是一个非常好的建议，看看这些巨大的亮度差异
" 在她数十年的职业生涯中，德·帕特尔使用了射电望远镜、光学望远镜和红外望远镜，例如西方的那对
M
夏威夷的凯克天文台和哈勃太空望远镜，研究我们太阳系大型行星的大气层，特别关注木星的大风暴——大红斑；木星卫星木卫一的火山；另一颗木星卫星木卫三的冰冷表面；木星的光环
她特别渴望利用JWST探测中红外光的能力，这将使她能够进入木星大气层的不同层，这些层是她无法用地球望远镜探测到的
学分:加州大学伯克利分校 她说:“我们希望更多地了解大红斑和南极上空极光的动力学，以及对流层和平流层的化学和物理。”
莫尔特预计将于8月份毕业，并作为博士后研究员留在德佩特留在JWST，他计划使用望远镜的孔径掩蔽干涉仪来研究木卫一上的单个火山
利用新的中红外数据，他希望精确测量火山的温度，这将允许与地球上的火山进行比较
早在2017年，作为一名新的研究生，他曾希望用JWST对木卫一火山的观测来写论文，但随着发射日期越来越远，他选择研究天王星和海王星的大气
“韦伯被耽搁了这么久，我们有点偏离了木卫一科学，”莫尔特笑着说
“我必须在一定时间内毕业，所以我找到了其他项目
" 星系形成和暗物质 天文学副教授Weisz和他的团队将利用分配给JWST的时间来观察银河系及其附近的卫星星系
Weisz的主要兴趣是星系的形成，特别是暗物质在星系形成中的作用——暗物质仍然是神秘的物质，占宇宙物质的85%
他和他的大约50名天文学家的团队专注于三个不同的目标
一个是M-92，它是银河系中最古老的球状星团之一，也是哈勃拍摄最多的星团之一
希望JWST能够探测到最古老和最微弱的恒星，从而为星团提供更精确的年龄——预演JWST对银河系中大约100个球状星团的预测
另一个目标是一个超微弱的矮星系——一颗距离地球98000光年的银河系卫星——它的正常可见物质少得惊人，但似乎主要是暗物质
JWST应该能够探测到银河系中非常微弱的恒星，并利用哈勃提供的数据，以三维方式绘制它们的运动，从而使天文学家能够精确地称量暗物质的重量并绘制其分布图，从而限制了一些关于暗物质实际可能是什么的理论
甚至更远——3
2600万光年——是一个恒星形成星系，韦斯希望它能测试JWST的分辨率，或许还能改善用来测量宇宙膨胀的宇宙距离阶梯
这三个目标不仅需要探索望远镜的能力，还需要探索产生数据的探测器的能力
他说:“我们正在构建所需的软件，以基本上拍摄JWST图像，并将其转化为科学上有用的数据产品，如辐射通量、单个恒星的亮度以及我们银河系和附近宇宙中的星系和星团。”
“然后，我们将发布所有的分析软件、用于减少分析的管道、我们正在制作的目录——所有这些东西都将在我们完成后立即公之于众，这样社区就可以立即利用它来观察或使用它来规划未来的提案
" 虽然维斯预计JWST号将有助于推进他在当地宇宙中的星系形成领域，并完善宇宙中的距离测量，但他预测，最伟大的发现将是关于非常早期的宇宙和围绕其他恒星的行星上的条件，这是美国宇航局在JWST的主要目标
关于宇宙历史和宇宙生命的一些关键问题可能会在未来几年内得到解答——所有这些都有可能值回JWST号的价格
韦斯说:“我认为韦伯得到了很多负面关注，因为它的100亿美元的价格标签，而当时它应该只有几十亿美元。”
“但是在一天结束的时候，你看着这个，你会说，”孩子，如果这将持续10年或15年，它将打开早期宇宙中行星和古老恒星的窗户，告诉我们我们是如何到达这里的，这真的有点符合美国宇航局所做的所有其他令人惊讶的事情
“你从它的发现潜力来看，我真的认为它很有价值
"
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