【星协】新势力是否能超越哈珀

星协君 2022-08-28 10:10:36

韦伯望远镜发射

韦伯望远镜

人类新世代的太空望远镜,詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)由于长期的技术困难,原定于2007年发射升空,最终一直到2019年末才完成全部的组装,后来又因为疫情的影响,剩余工作及测试项目的风险分析再次受到延宕,再来又因为发现亚利安5号火箭的整流罩出状况,延至2021年12月18日发射。

该望远镜是美国太空总署(NASA)、欧洲太空总署(ESA)、加拿大太空总署(CSA)的联合项目,预计将取代目前的哈勃太空望远镜,亚利安5号运载火箭预计将它送至第二拉格朗日点,比月球远四倍。它的灵敏度是哈勃太空望远镜的100倍,观测波段更偏向红外光,科学家预计该望远镜能够看见恒星和行星系统的尘埃云内部、追溯更久远的时间,甚至看见早期宇宙形成的第一个星系。

然而由于它在升空后距离地球太遥远,不可能进行任何的维修或升级,当年哈勃的错误令工程师们戒慎恐惧,不能出错的压力要大多了,这台哈勃接班者的任务仅有5年,NASA则希望它能撑过10年,但要像哈勃这样撑这么久基本上是不可能了。

天文台捕捉到150万公里外韦伯

Virtual Telescope所摄JWST影像

经过多年的延宕,耗资100亿美元的詹姆斯·韦伯太空望远镜于2021年12月25日发射升空,随后一个月的部署任务一直相当顺利,完成了6.5公尺宽的折叠主镜展开定位,近日已经抵达预计的工作位置拉格朗日点L2。韦伯望远镜接下来会进行约5个月的测试工作,顺利的话未来十年将在地球面对太阳的后方150万公里执行观测任务,相较之下月球距离地球的平均距离仅38万公里。

位于意大利罗马的远端天文台“Virtual Telescope Project”发布了对韦伯望远镜的成像照片,虽然目标遥远,在以43公分口径的望远镜连续曝光300秒、搭配精准掌握韦伯望远镜的移动轨迹来锁定后,Virtual Telescope仍成功拍摄到了韦伯在150万公里外的遥远身影。

从地球上看去,现在韦伯望远镜座落在北斗七星的“勺口”内,Virtual Telescope专案经理Gianluca Masi转述NASA的说法:如果知道位置双筒望远镜也能找到韦伯望远镜的身影。Virtual Telescope虽然没有给出韦伯的估计视星等,但对比周遭的繁星几乎都比韦伯明亮许多,想要透过望远镜找到韦伯的身影最好还是需要搭配大口径望远镜及长时间摄影,才能看到韦伯在L2点附近,相对于背景星空的缓慢自行。

韦伯传回第一张恒星照片

这18个模糊白点都代表同一颗星体HD 84406

NASA公布了詹姆斯·韦伯太空望远镜拍到的第一颗恒星,还有一张自拍照,虽然这还不是一张「完成品」,只是这巨大的太空望远镜为期数月、一系列的校准步骤的过程之一。

这张惊人的照片有18个模糊白点,它们全部都是位于大熊座的恒星HD 84406。这颗恒星亮度为6.9等肉眼无法看到,需要双筒望远镜才看得到。这张影像是为期数个月校准巨大主镜过程之一,这18个星点是被主镜的18个片单独镜片反射到韦伯的次镜,最后进入主要成像设备近红外相机(NIRCam)。目前看来进度良好,这些点都位于中心部分附近,科学家将逐渐调整主镜镜片角度,直到18光点变成一颗星。

为了帮助调整,团队还拍摄了一张自拍照,它是透过NIRCam上的一个特殊镜头所拍摄。NASA之前表示,由于没有额外工程用相机,不可能自拍,所以这张照片让太空迷惊喜,深获好评。价值100亿美元的詹姆斯·韦伯太空望远镜是迄今发射最大、最强大的太空望远镜。它在2021年12月25日发射,2022年1月24日到达距离地球约150万公里的日地系统拉格朗日L2点,未来将揭开第一批恒星和星系、以及暗物质、系外行星等天文奥秘。

韦伯通过NIRCam上的一个特殊镜头拍摄的自拍照

韦伯完成镜面校准及对焦阶段

韦伯上的四种不同仪器所拍摄的照片,图中可见满满的恒星。

美国太空总署(NASA)宣布,詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)已经进入调试过程的新阶段,并准备在全面的科学操作前完成仪器校准事项,在宣布的同时也同步释出四组不同仪器拍摄的影像,照片中满满的恒星。

自1998年以来,与NASA合作的诺格公司(Northrop Grumman)JWST首席工程师Charlie Atkinson表示,目前的每一步要么完全按照计划进行,有的时候甚至比计划来得更好,有许多迹象显示该望远镜的光学性能比原先预期的要好得多。

对韦伯来说从镜子的抛光程度、校准、控制系统、冷却系统,任何一个系统的误差或调试错误都会产生扰动甚至抖动;首先18个独立镜片必须完美对齐,这个过程比你现象中的还要困难,次镜放置的位子也是重中之重,一旦确定次镜位置后,接下来就要针对副镜摆设的位子对准,让每一块相对的主镜对齐到同一个天体。

与此同时,另一组团队正忙着将韦伯的科学仪器连线,进行初步检测,这其中也包含低温冷却系统,最终必须要达到-267℃才符合MIRI的工作温度,虽然在地球的实验室中已经测试了该冷却系统的可行性,但在真正上线之前,你永远不晓得会发生什么事。

随着JWST调试完成,诺格公司的工作仍未结束,地面上的测试平台将持续用于软体升级并持续评估及分析望远镜可能出现的任何问题,在可预见的十年望远镜寿命内,该公司将持续进行各种维护操作。

韦伯发现了它的第一个超新星

左为韦伯拍摄,右为哈勃拍摄

近期由詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)拍摄的一张星系图像中,天文学家发现了一个极为明亮的不寻常天体,他们认为这种不寻常的亮度很可能是一颗超新星。

这个名为SDSS J141930.11 +5251593的星系被韦伯太空望远镜观测了两次,距离地球约30至40亿光年,期间间隔约5天,而且第二张明显变暗,与星系的其它部分相比,它的亮度比星系周围还要亮得多,研究团队比较了韦伯太空望远镜的NIRCam资料及哈勃太空望远镜拍摄的同一区域照片,利用亮度变化及时间轴的数据分析来得到答案。

研究团队需要更多的时间轴数据来做出后续的判断,依照现有的观测资料确实与超新星数据相符合,可算是一个非常好的候选者。研究人员表示,当初JWST的设计中并未包含检测瞬变天体,韦伯太空望远镜的观测范围极小,一般而言这项工作通常是由大型巡天望远镜在短时间间隔内扫描天空的成果,但这也代表我们能够利用韦伯太空望远镜来发现新的瞬态现象。

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