詹姆斯·韦伯太空望远镜即将向我们传送大量宇宙数据

我们这个宇宙的微小角落变得更大、更明亮、更清晰，这一切都要归功于詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST)。美国宇航局刚刚发布了一些有史以来最高清的宇宙图像。尽管这架望远镜仅在六个月前开始科学运行，但它的第一批照片——包括五个邻近星系，称为斯蒂芬五重奏和船底座星云，这是恒星诞生的气态广阔区域——是迄今为止拍摄的最令人惊叹的天体照片之一。

激发全世界太空爱好者的好奇心比看起来要难得多。要确保这些宇宙特写照片不仅美丽，而且能反映天文学界的科学优先事项，需要付出很多努力。那么，制作詹姆斯·韦伯太空望远镜的下一张完美照片究竟需要什么呢？

这些问题的答案在于詹姆斯·韦伯太空望远镜和它的前身——32 年前的哈勃太空望远镜之间的差异。两者的能力大不相同：哈勃主要拍摄可见光和紫外线波长范围内的图像。詹姆斯·韦伯太空望远镜则捕捉红外光谱范围内的目标，即肉眼看不见的光波。为了创造刚刚亮相的迷人场景，科学家必须处理这些图像并为其填充颜色。这也解释了为什么同一宇宙物体的许多照片看起来会大不相同，这取决于天文学家选择如何着色。

此外，由于其镜面尺寸大，且能够看到红外光，詹姆斯·韦伯太空望远镜能够比哈勃望远镜更早地观察过去。据美国宇航局称，哈勃望远镜只能看到“幼年星系”，而詹姆斯·韦伯太空望远镜可以观测“婴儿星系”。

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在周二举行的美国宇航局新闻发布会上，詹姆斯·韦伯太空望远镜任务项目科学家埃里克·史密斯表示，詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄的第一批照片之所以特别惊人，是因为从技术上讲，它们只不过是一次试运行。他指出，天文学家在选择早期望远镜目标时似乎过于保守，因为在规划这些项目时，他们并没有为图像的质量做好准备。“我们正在进行发现，但我们实际上甚至还没有开始尝试，所以这架望远镜的前景令人惊叹，”史密斯说。

但有了目前图像的证明，史密斯希望，在詹姆斯·韦伯太空望远镜的第二个科学周期中，“人们会更加大胆，因为他们现在知道这个设施有多么好。”

JWST 还能比哈勃更快地收集更多数据。JWST 任务项目科学家 Klaus Pontoppidan 告诉记者，NASA 科学家平均要花数周时间下载和处理单个图像，然后才能将其转换为向公众发布的描述。

哈勃望远镜每周向地球传输约 120 千兆字节的科学数据。在接下来的几天里，詹姆斯·韦伯太空望远镜将向公众发布大约 50 兆字节的数据，这是哈勃望远镜每周传输量的 400 多倍。据 NASA 称，拜登总统周一公布的詹姆斯·韦伯太空望远镜深场新图像是由不同波长的图像合成而成，耗时约 12.5 小时。相比之下，哈勃望远镜最深的场则需要数周时间才能拼凑起来。

虽然 NASA 尚未发布新的目标列表或新图像的时间表，但该机构官员报告称，任务团队将在 JWST 运行的第一年专注于调查 Trappist-1 系统中的系外行星。该望远镜将进行“大气侦察”，以进一步了解该系统的大气、宜居性和行星形成情况。

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该望远镜预计可使用几十年。只要有足够的燃料，并能经受住太空严酷的现实考验，它就应该能够在这段时间内全力运转。在它凝视星空的过程中，它将充当一种时光机，让天文学家们通过一扇小小的闪亮窗户，看到 130 多亿年前宇宙的样子。德克萨斯大学奥斯汀分校航空工程和工程力学副教授莫里巴·贾表示，望远镜传回的测量数据不仅将提供窥视宇宙起源所需的证据，还将为天文学和航空航天工程的未来发展提供信息。

“我们真正想要的不仅是了解发生了什么，还要预测未来会发生什么，”他说。“如果我们能够更准确地预测，我们就能做出更好的决定，确保我们作为一个物种能够永远繁荣昌盛。”

尽管詹姆斯·韦伯太空望远镜的前景目前看来一片光明，但天文学家警告称，太空远非空无一物：它是不可预测的。目前，该望远镜位于第二拉格朗日点 (L2)，这是一个距地球约一百万英里的稳定引力区，太空垃圾或微流星体等物体往往会在此漂移。但贾指出，如果火箭、太空岩石或小型卫星的一大块碎片与詹姆斯·韦伯太空望远镜相撞，该天文台可能会在一瞬间被摧毁。

然而，由于这架望远镜的持续成功有如此之多的不确定性，几乎可以肯定，詹姆斯·韦伯太空望远镜将继续探索地平线，在未来几年不断突破恒星观测的界限。