新一代太空望远镜将揭开五大宇宙之谜

曹淼

被誉为“哈勃望远镜继任者”的新一代太空望远镜——詹姆斯·韦伯望远镜计划于2021年10月31日发射。届时，人类将迈入太空探测的新纪元。

望远镜变太空台

詹姆斯·韦伯望远镜不像哈勃空间望远镜那样围绕地球上空旋转，它将被发射到在地球背向太阳的150万千米的太空。韦伯望远镜重6.2吨，只有哈勃望远镜11吨的一半多。如果折叠起来，该望远镜长21米，宽14米。

韋伯望远镜大致可以分为五个部分。最底下的是航天器总线系统，绝大多数精密的控制装置和零件装在这里面;第二个部分是跟航天器总线系统装置在一起的高倍放大天线，它们能把大量的观测数据快速地传输到美国宇航局;第三个部分是航天器总线系统正前方的恒星追踪器，这小型望远镜将用来观测星图，并引导、辅助第五部分的镜面系统进行瞄准;第四个部分就是航天器总线系统上方的一个大型平台;第五个部分的镜面系统就装在平台上面，因此，将韦伯望远镜称为韦伯太空台也不为过。平台里面装有防晒系数达100万（日常防晒护肤品只有50左右）的太阳罩，不仅能几乎完全地遮挡阳光，还能隔绝任何可疑的热源，以防止它们干扰探测。

镜面系统就是“望远镜”。直径达6.5米，是哈勃望远镜的5倍还要多，而其视野，或者说接收所探测的光的面积是哈勃望远镜的15倍。镜面系统由18块镀了金的铍镜组成，这18块铍镜都能单独地进行调整，因为它们各自都装有精密的马达、移动和传动装置。镜面系统观测的数据会传送到背面紧贴着的集成科学仪器进行初步的处理。之后，集成科学仪器会把处理完的数据通过高倍放大天线，传送到地面。

更进一步地了解宇宙

功能强大的韦伯望远镜将会帮助科学家解答更多的宇宙之谜。

第一个宇宙之谜：宇宙大爆炸之后，过了2亿年，那时发生了什么？科学家目前认为，宇宙第一批恒星就在那时形成。这批恒星主要由氢和氦组成，而且比现在的恒星要大上许多。或许因为质量过多，它们的反应也过快，不久之后它们就发展成超新星，然后在爆炸中结束了自己的一生，而它们在爆炸期间向外喷射的物质，成为了如今各大恒星反应的主物质。但事实真是如此吗？

韦伯望远镜可以观测到更长波长的电磁波，大约是哈勃望远镜可观测的最长波长的20倍。理论上，韦伯望远镜可以看到从宇宙诞生之日算起，1.5亿至2.5亿年的光线。到时，它可以提供一些线索，来帮助科学家检验他们故事的真实性。

我们如今看到的年轻星系大多是椭圆形、螺旋形或棒旋形等和谐的形状，而且它们还都至少与其他星系经历了一次碰撞和合并。按照这一趋势，星系应该是保持规则的形状，然后变得越来越大。但是，年纪较大的星系的表现却是另一个样，它们更小，且形状混乱，没有规则。鉴于韦伯望远镜可以看到更早时期的光线，它或许可以告诉科学家为什么会这样，而这是第二个宇宙之谜了。

第三个宇宙之谜是关于暗物质的，韦伯望远镜也将是科学家寻找暗物质的好帮手。由于暗物质不跟任何电磁波产生作用，只通过引力影响着其它物质，所以科学家无法直接观测到暗物质。但科学家可以对暗物质进行间接观测。由于韦伯望远镜对光线更加敏感，因此它可以根据暗物质对遥远星系传来的光所造成的引力透镜效应，来寻找暗物质存在的踪迹。

第四个宇宙之谜：除了地球外，还有其它行星诞生生命了吗？韦伯望远镜还将帮助科学家对系外行星（太阳系以外的行星）进行探索。其中最让科学家期待的是对trappist-1星系的探测。trappist-1星系是距离太阳系39.13光年的另一个恒星系，在这个恒星系里，有3颗行星处在宜居带里。下一步，科学家将用韦伯望远镜来探测和分析trappist-1星系里的恒星经过这3颗行星大气层的光，看看这3颗行星的大气成分，以间接地了解它们上面是否有可能诞生生命。

第五个宇宙之谜则是关于太阳系的。首先，尽管冥王星已经不在行星之列，但科学家从没停止对它的探索，而目前关于冥王星的图片和影像依然是模糊一片，冥王星的真实面目还未被人类所知。韦伯望远镜可以为科学家带来更高清的冥王星图片，从而揭示冥王星的真面目。另外，科学家对于来自奥尔特云（被认为是太阳系彗星的起源地）的彗星的观测，目前还只停留在亮度、大小、强度和彗尾的研究，还无法对彗星的本体直接进行研究。在韦伯望远镜的帮助下，科学家有机会对彗星本体进行首次直接的观测和研究。由于彗星通常是太阳系行星形成初期遗留下来的物质，未来对彗星本体的观测有可能为地球的起源提供线索。

就让我们拭目以待，看看韦伯望远镜未来会给我们揭示出怎么样的一个宇宙。