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詹姆斯·韋伯空間望遠(yuǎn)鏡工作想象圖 。（圖片來(lái)自NASA網(wǎng)站）
北京時(shí)間2021年12月25日20:20，美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）的詹姆斯·韋伯空間望遠(yuǎn)鏡（James Webb Space Telescope）由歐洲空間局（ESA）的阿麗亞娜5型火箭搭載，在位于法屬圭亞那庫(kù)魯?shù)暮教彀l(fā)射中心成功發(fā)射升空，隨后順利展開太陽(yáng)能電池板，開始自主飛行 。這臺(tái)有史以來(lái)耗資最大、承載萬(wàn)眾期待目光的空間望遠(yuǎn)鏡，在歷經(jīng)不計(jì)其數(shù)的波折之后，終于迎來(lái)升空之日 。天文學(xué)界翹首以盼的這一天終于到來(lái)，人類探索宇宙的歷史將就此進(jìn)入一個(gè)嶄新的時(shí)代 。
重任在肩自從人類進(jìn)入空間望遠(yuǎn)鏡時(shí)代以來(lái)，空間望遠(yuǎn)鏡以不受地面觀測(cè)條件限制的優(yōu)勢(shì)和強(qiáng)大的觀測(cè)能力，不斷刷新我們對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí) 。從1990年至2003年，美國(guó)國(guó)家航空航天局實(shí)施了“大型天文臺(tái)”（Great Observatories）計(jì)劃，先后發(fā)射了4臺(tái)大型空間望遠(yuǎn)鏡，其中除了大名鼎鼎的哈勃空間望遠(yuǎn)鏡外，還包括康普頓伽馬射線天文臺(tái)、錢德拉X射線天文臺(tái)和斯皮策空間望遠(yuǎn)鏡 。這4臺(tái)空間望遠(yuǎn)鏡在電磁波的不同波段觀察宇宙，為我們描繪了一個(gè)更加完整的宇宙圖景 。
哈勃空間望遠(yuǎn)鏡于1990年4月發(fā)射升空，目前已經(jīng)在軌運(yùn)行超過(guò)31年，獲得了海量的觀測(cè)成果，堪稱目前為止最成功的空間望遠(yuǎn)鏡 。我們經(jīng)常會(huì)把詹姆斯·韋伯空間望遠(yuǎn)鏡稱作哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的“接班人”，由此可見對(duì)詹姆斯·韋伯空間望遠(yuǎn)鏡給予了怎樣的期望 。NASA科學(xué)任務(wù)理事會(huì)（NASA Science Mission Directorate）副主席托馬斯·祖布?xì)J（Thomas Zurbuchen）的話很有代表性：“我們對(duì)我們的宇宙了解得越多，我們就越能意識(shí)到這臺(tái)望遠(yuǎn)鏡對(duì)回答那些我們?cè)谠O(shè)計(jì)望遠(yuǎn)鏡時(shí)甚至都不知道如何提問的問題有多么重要 ?！?br /> 不過(guò)，從嚴(yán)格的意義上說(shuō)，哈勃空間望遠(yuǎn)鏡和詹姆斯·韋伯空間望遠(yuǎn)鏡并不是同一類型的望遠(yuǎn)鏡：哈勃空間望遠(yuǎn)鏡主要工作在光學(xué)波段，而詹姆斯·韋伯空間望遠(yuǎn)鏡主要工作在波長(zhǎng)0.6微米到28.5微米的紅外波段 。從工作原理上說(shuō)，把詹姆斯·韋伯空間望遠(yuǎn)鏡定位為斯皮策空間望遠(yuǎn)鏡的“接班人”更合適，這樣的“接班”也更加緊迫 。斯皮策空間望遠(yuǎn)鏡于2003年8月發(fā)射升空，服役超過(guò)16年，美國(guó)國(guó)家航空航天局在2020年1月30日宣布斯皮策空間望遠(yuǎn)鏡于當(dāng)天正式退役 。斯皮策空間望遠(yuǎn)鏡使我們得以在紅外波段看到了宇宙的另一番景象，幫助我們發(fā)現(xiàn)了系外行星，同時(shí)開展的研究也為詹姆斯·韋伯空間望遠(yuǎn)鏡的研制鋪平了道路 。現(xiàn)在，我們需要詹姆斯·韋伯空間望遠(yuǎn)鏡在紅外波段更好地揭示宇宙的秘密 。
詹姆斯·韋伯空間望遠(yuǎn)鏡在發(fā)射升空后，會(huì)用29天的時(shí)間到達(dá)距離地球150萬(wàn)千米的日地第二拉格朗日點(diǎn)（L2） 。工作在L2的航天器能夠相對(duì)太陽(yáng)和地球保持基本穩(wěn)定，因此對(duì)需要在相對(duì)地球穩(wěn)定的位置進(jìn)行長(zhǎng)期工作的航天器來(lái)說(shuō)，那里是一個(gè)理想的位置 。在此之前，威爾金森微波各向異性探測(cè)器、赫歇爾空間望遠(yuǎn)鏡和普朗克衛(wèi)星等探測(cè)器都曾在L2附近停留 。在到達(dá)L2后，詹姆斯·韋伯空間望遠(yuǎn)鏡會(huì)用1-2個(gè)月的時(shí)間打開儀器，再用3個(gè)月左右的時(shí)間對(duì)儀器進(jìn)行測(cè)試 。發(fā)射升空大約半年后，望遠(yuǎn)鏡可以正式開展科學(xué)觀測(cè) 。
詹姆斯·韋伯空間望遠(yuǎn)鏡（圖片來(lái)源：NASA網(wǎng)站）
觀天利器天文學(xué)界之所以對(duì)詹姆斯·韋伯空間望遠(yuǎn)鏡給予巨大的期待，原因就在于它具有史無(wú)前例的強(qiáng)大探測(cè)能力 。天體物理學(xué)家、2006年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者約翰·馬瑟（John Mather）曾經(jīng)在一次美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)（AAAS）的會(huì)議上這樣介紹這臺(tái)望遠(yuǎn)鏡的探測(cè)能力：“它有能力探測(cè)到25萬(wàn)英里外一只大黃蜂發(fā)出的熱量，而這也是地月之間的距離 。”
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