韋伯太空望遠鏡將回溯135億年前的宇宙情形，觀測大爆炸數億年后形成的首批恒星和星系，探測最遙遠的超大質量黑洞，為我們講述宇宙的亙古往事。
圖為望遠鏡組裝現場。圖片來源：ESA

千呼萬喚始出來！下一代宇宙天文臺——詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（以下簡稱韋伯太空望遠鏡），將于12月22日在法屬圭亞那的歐洲太空港由阿麗亞娜5號火箭發射升空。該望遠鏡由美國國家航空航天局（NASA）、歐洲航天局（ESA）和加拿大航天局（CSA）共同研發，被稱為這個十年中人類觀察宇宙的理想平臺。

歷經30多年的開發和建造，韋伯太空望遠鏡擁有多項創新，其將肩負四大使命，并揭示更多與宇宙和人類自身有關的秘密。

四大使命

韋伯太空望遠鏡被稱為哈勃太空望遠鏡的“繼任者”，其比哈勃望遠鏡大六倍，但重量只有后者的一半（約6.5噸），靈敏度則是哈勃太空望遠鏡的100倍，有望觀測到135億年前宇宙的“模樣”。

“哈勃太空望遠鏡在很多方面徹底改變了我們對太空的了解。”韋伯太空望遠鏡科學項目副主任卡爾蒂克·謝特在接受西班牙《趣味》月刊采訪時說，“例如，它提供了很多關于星系如何形成和演化的信息，但它主要還是一個光學望遠鏡。雖然哈勃有幾部紅外相機，但它們的靈敏度不夠高，人們需要使用更高靈敏度的紅外設備。由于宇宙膨脹，第一批天體的光線抵達望遠鏡時，已經偏向電磁光譜的紅色一端。韋伯太空望遠鏡因此應運而生，它將讓我們看到宇宙很年輕時的景象?！?/p>

研究人員指出，韋伯太空望遠鏡能夠專門在紅外光譜下進行觀測，并且擁有極高的靈敏度。因此，它有能力看得更遠、更清晰，使我們能夠以前所未有的便利性觀測和研究宇宙。

據《趣味》月刊報道，韋伯太空望遠鏡科研負責人約翰·馬瑟指出，太空望遠鏡有四大使命：首先，它將嘗試觀測宇宙大爆炸后出現的第一批天體，例如星系、黑洞和超新星；其次，它將觀測星系隨時間如何生長；再次，它將觀測恒星和行星系統在氣體塵埃云內部如何形成；最后，它將觀測其他恒星周圍的行星以及我們身處的太陽系本身，了解這些天體系統的成長和演化歷程，并幫助了解地球如何具備能提供生命繁衍生息的條件。

ESA表示：韋伯太空望遠鏡提供的數據還將回答一些令人信服的問題：黑洞是如何形成和成長的，以及它們對早期宇宙的形成和演化有何影響。

據Republic World網站報道，美國物理學會4月份的研究報告稱，韋伯太空望遠鏡將能利用其搭載的儀器調查7顆可能宜居的系外行星的大氣層，以尋找氨和其他可能的生命跡象，并有望在三天內給出結果。

三大創新

為了完成上述使命，科學家們在韋伯太空望遠鏡上實現了很多工程學和科學領域的創新。比如巨大的“遮陽傘”結構，以及創造最低工作溫度紀錄的設備等。

為讓韋伯太空望遠鏡將捕捉紅外光的能力發揮到最大限度，就必須盡可能減少主要來自太陽、地球和月球的光和熱輻射干擾。為此，科學家們設計出了一種巨大的“遮陽傘”結構，這個“遮陽傘”與一個網球場大小相當，擁有4層隔熱結構，能使遠端的觀測設備保持低溫工作狀態。

此外，韋伯太空望遠鏡將在距離地球150萬公里的“拉格朗日2”（L2）點（太陽和地球之間的引力平衡點），對宇宙進行持續觀測，而哈勃距離地球僅570公里。軌道的高度讓韋伯太空望遠鏡觀測角度比哈勃好很多，這可以幫助科學家揭示有關宇宙的一系列謎團。由于身處這樣幽深寒冷的環境，韋伯太空望遠鏡將在接近絕對零度的條件下進行觀測，其攜帶的一臺設備將創造工作溫度的最低紀錄——零下267攝氏度。

韋伯太空望遠鏡的口徑為6.5米，遠大于哈勃太空望遠鏡的2.4米，這意味著，望遠鏡不可能由單體部件構成，但同時又不可能太重，否則會增加發射難度。韋伯太空望遠鏡主鏡由18個鈹制成的六角形鏡片組成，進入太空后，這18個鏡片將重新組合，并最大限度構成一個整體，協同發揮作用。如果這一功能無法實現，韋伯太空望遠鏡將很有可能成為在茫茫太空中漫無目的游蕩的“盲人”，因為一旦進入太空，韋伯太空望遠鏡將無法再進行維修，“其只有一機會”。

（原標題：懷揣多項創新 肩負四大使命 “韋伯”將講述第一批恒星的故事）