哈勃已老,韦伯继任

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近日，原计划2011年发射升空的詹姆斯・韦伯天文望远镜（以下简称“韦伯望远镜”）在延期5年多之后终于宣布完工，整个工程耗资高达88亿美元（约合595亿人民币）。按计划，韦伯望远镜将于2018年10月从法属圭亚那发射升空，发射至日地平衡第二拉格朗日点，正式开启其探测宇宙第一代天体诞生与演化的“世纪之旅”，接替仍在带病坚持的哈勃望远镜，成为人类观测宇宙的“天眼”。

下面就跟着大脸兔去认识这位太空的“新朋友”吧！

“土豪金”主镜

韦伯望远镜主镜的直径比载它升空的火箭还大，它被分割成18个六边形，直径6.5米，重量约20公斤，并且都有多个调节位置的辅助马达。这个主镜可是名副其实的“土豪金”，因为镜面表层覆盖了一层比人类头发还要薄1 000倍的金层。这么做可不是为了看上去“高大上”，而是为了增镜面的红外线反射能力，这也是该望远镜的主要观察波段。为了让镜片又坚固又轻薄，科学家使用了铍元素来制造，在发射升空的过程中，这些镜片会被摺起，直到约2.5周后，当太空望远镜进入太空后才会将镜片展开。

有别于哈勃太空望远镜围绕地球上空旋转，韦伯望远镜是放置在太阳与地球的第二拉格朗日点，飘荡在地球背对太阳后方150万公里处的太空。它的主要任务为调查大爆炸后的宇宙微波，进而推敲出宇宙起源。韦伯望远镜搭载了高灵敏度的红外线传感器、光谱仪，用来观察太空中的大气成分。另外，因一直处在地球阴影当中，所以除了用遮阳罩避开阳光之外，望远镜的各个组件还要接受低温考验。

当韦伯望远镜发射升空后，将会是所有正在运作中的太空望远镜里，最巨大且最强大的一座，可望见深层太空并观测宇宙大爆炸后形成的星系。

强大的红外探测能力

不同温度的天体，辐射不同，波段也不同。众多质量非常小的遥远恒星或气体云，拥有极高的红移水平，其发射的紫外和可见光都已移至红外。而对于可见光波段太空望远镜哈勃来说，红外能力的缺失，也成为其让位于韦伯的重要因素。

由于早期宇宙的辐射能量已从紫外移至红外波段，且行星的辐射相比其主星的辐射，在红外波段远强于光学波段，两个原因促使韦伯望远镜可以在人类理解宇宙起源以及搜寻系外行星生命迹象上做到无可匹敌。

凭借强大的红外功能，韦伯望远镜可以在极低温度下发挥自身的探测优势。与哈勃望远镜不同，韦伯望远镜不仅能在近红外波段工作，更可在零下220摄氏度的低温下作业。而这样的低温对于红外观测非常有利，可以大幅减少红外探测器自身的暗电流和外界热辐射产生的背景噪声，提高探测极限。此外，韦伯望远镜远离了地球本身的热辐射，避免地表反射带来的影响，这也减少了更多的背景热噪声。

就和夜视仪一样，红外波段观测的一个难题是仪器本身的红外辐射比较强，强到甚至超过要观测的天体，这样的话，就无法观测到暗弱的天体了。之所以让仪器在零下220摄氏度下工作，仪器本身的红外辐射就可以比较弱，弱到不能盖过遥远星系的红外亮度。由于韦伯望远镜的体积足够大，它也将躲避掉地球大气的干扰，提升观测能力。

主镜面集光区显威力

作为6倍于哈勃望远镜的主镜面集光区域，韦伯望远镜意味着拥有超强的集光能力，可以探测到非常暗弱的天体。

我们都知道，遥远天体发出的光传播到地球需要一定的时间，“看得更远”也就同时意味着我们能看到更早的宇宙。韦伯望远镜的一个重要科学目标是把探测宇宙的视野进一步推进数亿年，而第一代恒星、星系正是在这短短的数亿年间迅速形成的。韦伯望远镜将大大提升人类研究早期宇宙、恒星和系外行星的能力，预期将取得天文学界多个领域的重大突破。

作为拥有六边形主镜面的韦伯望远镜，相较于哈勃望远镜镜面面积增加了6倍，而这就意味着其接收光能量的功力也相应增加了6倍，探测的极限分辨率就能因此提高2.4倍。不仅如此，时间成本的缩短也是韦伯望远镜的“功绩”之一，同样的天体，哈勃望远镜需要6小时的观测时间，而韦伯望远镜只需要1小时。

未来韦伯望远镜的出色能力将与地面上的大望远镜通力配合，形成强力互补。而垂垂老矣的哈勃望远镜将会按计划在轨道上继续工作至2021年。这两大太空望远镜将“并肩作战”，让我们能获得更广阔的宇宙视野。