
来源: Space.com
我是一位研究星系和超大质量黑洞的天体物理学家,韦伯望远镜是观察宇宙中最早星系和黑洞的不可思议的工具。
当韦伯拍摄遥远星系的照片时,像我这样的天文学家实际上看到的是数十亿年前那个星系的样子。来自那个星系的光已经在太空中旅行了数十亿年,才到达望远镜的镜子。这就像有一个时间机器,拍摄早期宇宙的快照。
通过使用一面巨大的镜子收集古代光,韦伯一直在发现关于宇宙的新秘密。
与拍摄可见光图像的普通相机甚至哈勃太空望远镜不同,韦伯旨在看到你眼睛看不到的光:红外光。红外光的波长比可见光长,这就是为什么我们的眼睛无法检测到它。但有了合适的仪器,韦伯可以捕捉红外光来研究宇宙中最早和最遥远的物体。
在光到达相机之前,它首先必须被韦伯望远镜的巨大金色镜子收集。这面镜子超过21英尺(6.5米)宽,由18块较小的镜子组成,像蜂窝一样拼接在一起。它涂有一层真正的金——不仅是为了看起来华丽,而且因为金反射红外光非常好。
望远镜最重要的"眼睛"是两个像相机一样的科学仪器:NIRCam和MIRI。
NIRCam通过成像近红外光工作,这是人类眼睛几乎可以看到的最接近的类型,并将其分解成不同的波长。这有助于科学家不仅了解某物看起来像什么,而且了解它是由什么制成的。太空中的不同材料在特定波长吸收和发射红外光,创造一种独特的化学指纹。通过研究这些指纹,科学家可以发现遥远恒星和星系的特性。
MIRI,或中红外仪器,检测更长的红外波长,这对于发现更冷和更多尘的物体特别有用,例如仍然在气体云中形成的恒星。MIRI甚至可以帮助找到可能支持生命的行星大气中分子类型的线索。
因为韦伯试图检测来自遥远物体的微弱热量,它需要保持尽可能冷。这就是为什么它携带一个大约网球场大小的巨大遮阳板。这个五层遮阳板阻挡来自太阳、地球甚至月球的热量,帮助韦伯保持极其寒冷:大约-370华氏度(-223摄氏度)。
MIRI需要更冷。它有自己的特殊冰箱,称为低温冷却器,将其冷却到接近-447华氏度(-266摄氏度)。如果韦伯甚至有一点温暖,它自己的热量将会淹没它试图检测的遥远信号。
一旦光到达韦伯望远镜的相机,它就会击中称为探测器的传感器。这些探测器不像手机相机那样捕捉普通照片。相反,它们将进入的红外光转换成数字数据。然后这些数据被发送回地球,科学家将其处理成全色图像。
通过使用一面巨大的镜子收集不可见的红外光并将其发送到超冷相机,韦伯让我们看到在宇宙开始之后不久形成的星系。