韋伯望遠鏡 捕捉宇宙初始影像

 |2021.12.23
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美國國家航空暨太空總署人員,正在調整韋伯太空望遠鏡鏡面。圖/美聯社

【本報綜合外電報導】歷經數十年等待,可望比哈伯更深度探索宇宙的韋伯天文望遠鏡(James Webb Space Telescope)將於二十四日升空,預計能替地球人類帶來更詳細的宇宙知識,解答諸多宇宙奧祕。

韋伯望遠鏡的大小有如一座網球場,功能相當於哈伯望遠鏡(Hubble Space Telescope)的十倍,亞利桑納州立大學教授溫德霍斯特(Rogier Windhorst)說,它可以為人類打開探索宇宙的新視野。

韋伯望遠鏡搭配巨大的金黃鏡面和紅外線(波長在七百六十奈米和一毫米之間)鏡頭,根據美國國家航空暨太空總署(NASA)的說法,能夠捕捉到類如一百三十五億年前,宇宙最初的星球與銀河系誕生時的影像。

可從38公里外

錄下硬幣肖像

韋伯望遠鏡的核心零件是巨大的主鏡,這個凹面結構由十八個較小的六邊形鏡組成。這些鏡片由鍍金鈹製成,主鏡和儀器受到五層遮陽罩保護。

遮陽罩形狀像風箏,覆蓋遮陽罩的薄膜由聚醯亞胺製成,這種材料不僅耐高溫,在很寬的溫度範圍內穩定性高,這兩點至關重要,因為面向太陽的那一面必須抵抗攝氏一百一十度高溫,另一面則必須承受攝氏零下二百三十六度低溫。

一九九○年升空的哈伯望遠鏡在三十一年「服勤生涯」中,拍攝了一百五十萬張天文現象的照片,讓科學家確認宇宙約一百三十八億年前誕生,也讓人類更加了解行星的生住異滅過程。

哈伯的缺點是,只能捕捉「可見光」,韋伯望遠鏡具備的紅外線捕捉功能,可補足人類肉眼所不及,讓天文學家藉以分析更古老、更遙遠星系的內容。

肉眼看得到三百八十至七百奈米之間的光波長度,哈伯的「眼界」可及九十至二千五百奈米,韋伯眼力更強,六百至二萬八千五百奈米之間的光波都看得到、記錄得下來;一奈米等於十億分之一公尺。

因外紅外線可穿透雲層和塵霾,韋伯「看得到」的星辰天體一定比哈伯還多,有助人類發現新的行星與恆星。

望遠鏡的鏡面愈寬廣,能捕捉到的光波就愈多,畫面也愈清晰;韋伯的金黃色鏡面有二十一點五呎(約六點五公尺)寬,幾乎是哈伯的三倍大,照相能力更強,從二十四哩(約三十八點六公里)外,就可清楚錄下一分錢上面的林肯肖像;何況它整個「照相」面積是哈伯的六點二五倍。

探索宇宙歷史

發現系外行星

二○○四年NASA公布了一張哈伯送回、令人驚豔的太空照片,即一百三十億年前宇宙樣貌,離宇宙誕生僅十億年,天文學家把哈伯的這份眼力比喻成地球人類肉眼看到月亮上面的螢火蟲;而韋伯將讓人類更看清這隻螢火蟲和它四周景物的狀況。

韋伯有兩項主要科學任務,將占其觀測時間的一半以上。第一項是探索宇宙歷史的早期階段,回顧大爆炸後的數億年時光。天文學家希望了解星體和星系最初是如何形成,以及它們是如何隨著時間演變。

第二項主要任務是發現系外行星,並透過分析這些星體的大氣,來研究是否可能有生命存在。哈伯原擬二○○五年退役,但目前仍在服役,韋伯的役期預定為五到十年,科學家則希望能達到十年以上,夏天就可傳回第一張照片。

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