韋伯望遠鏡入軌 窺探「宇宙之初」

2021-12-26 00:00

■韋伯太空望遠鏡周六升空飛行約二十七分鐘後,與火箭分離。
■韋伯太空望遠鏡周六升空飛行約二十七分鐘後,與火箭分離。

(星島日報報道)史上最強大的天文望遠鏡韋伯太空望遠鏡,在周六聖誕日從法屬圭亞那發射升空,進入預定軌道,接下來將前往距地球約一百六十萬公里的太陽軌道位置,展開史無前例的探索,開啟天文探索新時代。科研人員期待這座革命性的紅外綫太空望遠鏡,可大大提高人類對大爆炸後宇宙形成最早星系的認知,並探索系外行星是否可能有生命存在。

韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope)從歐洲太空總署(ESA)在法屬圭亞那的庫魯航天中心,由阿利安五型火箭搭載升空,在飛行二十七分鐘後,它與火箭分離並順利進入預定軌道。歐洲太空總署(ESA)署長阿施巴赫周六表示,韋伯太空望遠鏡發射升空,是最棒的聖誕禮物。

如果一切順利,韋伯太空望遠鏡接下來將花一個月時間滑行到位於太陽軌道的目的地,距地球約一百六十萬公里(約是地球與月球距離的四倍),並在太空中進行為期約六個月的調試,包括展開望遠鏡和遮陽板、冷卻設備、校準等。 

這座約六千五百公斤重的革命性紅外綫太空望遠鏡歷時約三十年、斥資約九十億美元(約七百零二億港元)打造,由美國太空總署(NASA)、加拿大和歐洲太空總署聯合研發,是國際大規模合作的結果,超過一萬人參與。在一九八九年舉行的一個研討會上,韋伯太空望遠鏡的概念首次被提起,其被設想為接替哈勃太空望遠鏡繼續探索太空。它原定二○○七年發射,但由於各種原因包括技術問題而多次延宕至今。

韋伯太空望遠鏡是已建成的性能最強、造價最高的太空望遠鏡,比哈勃太空望遠鏡靈敏約一百倍。它的主鏡直徑六點五米,凹面結構由十八片較小的六邊形鏡組成。這些鏡片由鍍金鈹製成,優化後可反射來自遙遠宇宙的紅外。它有更大的集光區,比哈勃看得更深更遠。除了主鏡,這座太空望遠鏡也包含四台科學儀器,主要負責對宇宙物體進行成像和光譜學分析,也就是將光分解成不同波長,以研究宇宙物質的物理和化學屬性。

其主鏡和儀器受到五層遮陽罩保護,遮陽罩形狀像風箏,展開後的尺寸相當於一個網球場大小。由於體形巨大,該望遠鏡以摺疊狀態發射升空。韋伯太空望遠鏡下方有一輛「太空艙巴士」,用來收納電力、推進、通訊、定位、加熱和數據處理的子系統。不同於哈勃太空望遠鏡,韋伯太空望遠鏡將環繞太陽軌道運行。

火箭升空本身已夠令人緊張,而升空後發生的事更令天文學家緊張。要在太空中展開網球場大小的望遠鏡,是有史以來最困難的部署,有超過三百項操作有機會失敗,只要任何一點出現問題就一切都完了。但伴隨着最高風險而來的是最高的回報。

該望遠鏡將在明年晚些時候,開始收集數據以及第一批圖像,可望送回新綫索,協助科學家進一步了解宇宙和太陽系外類似行星的起源。韋伯太空望遠鏡有兩項主要科學任務,第一項是探索宇宙歷史的早期階段,第二項是發現和研究系外行星是否可能有生命存在。

據美國太空總署(NASA)介紹,韋伯太空望遠鏡將觀測一百三十五億多年前宇宙中第一批恒星是如何誕生的,以及第一批星系怎樣形成的。隨着宇宙持續膨脹,這批早期發光天體發出的紫外光和可見光朝光譜的紅端移動,波長變長(這種現象被稱為紅移),最終以紅外光的方式在今天抵達近地空間,這會被該望遠鏡捕捉到。此外,它還將觀測太陽系行星和其他遙遠天體,幫助科研人員了解諸多天體系統的起源及演化進程。
 

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