史上最强大的望远镜！关于JWST，你应该知道的一些知识

综述

众所周知，望远镜是一种让我们用来观察远方的工具。而天文望远镜则看得更远，能够直达宇宙深处。

既然如此，为什么我们还要将这种工具先送到遥远的宇宙中再使用呢？实际上，太空望远镜具有地面望远镜无法比拟的重要性和优势，下面让我们一探究竟。

为什么要造太空望远镜？

建造太空望远镜的主要原因之一就是我们的地球外面有一层膜，叫作大气层。它是用来保护我们免受外部威胁的气体结构，也能够过滤掉一些有害辐射，如紫外线、X射线和伽马射线。同时，它还能调节地球的温度和气候，使我们生活在一个适宜的环境中。

然而，对于天文学家而言，大气层却是一个巨大的障碍，因为它会遮挡我们想要观测的光线。这些光线中携带了宇宙的重要信息，若无法收集到它们，就会错过很多宇宙中的重要事件。

大气层不仅会过滤掉一些光线，还会引起光线的折射和散射，使我们所见的天空变得模糊和扭曲，就像我们透过水面看水中的物体一样，是没法直接看出准确位置的。

这种现象被称为大气湍流，它会影响我们的观测精度和清晰度，阻碍我们观察到一些微小的特征和差异。为了规避大气层的干扰，我们才需要将望远镜送入太空。在太空中，我们能够直接接收宇宙中发出的各种光线，而无需担心它们被大气层吸收或扭曲。

这使我们能够获取更为真实和完整的图像和数据。太空望远镜的独特位置使其成为探索宇宙奥秘的理想工具，让我们能够更深入地了解宇宙的奥秘。

JWST强在哪？

目前最强的太空望远镜就是JWST（詹姆斯·韦伯太空望远镜），它的核心部件是一面主镜，直径达6.5米，比哈勃太空望远镜大将近三倍，是当前太空望远镜中最大的镜面。

主镜由18个六边形的镜片组成，每片重20.1公斤，表面涂有一层厚度为1000埃的金属金，以提高反射率。主镜还具备自动调节和对准功能，以确保获得最佳成像效果。

巨大的尺寸和高质量使得JWST能够收集更多光线，从而观测到更暗淡和更遥远的天体，如最早的恒星、星系，以及系外行星的大气和表面。

主镜的焦距为131.4米，远超哈勃太空望远镜的57.6米，这意味着它能够观测更小的角度，提高图像的分辨率和清晰度。

JWST的另一重要部件是遮阳罩，其大小相当于一个网球场，由五层超薄材料构成，可以将太阳光带来的热量减少一百万倍，确保望远镜在低温下正常工作。

遮阳罩的温度差异极大，第一层面对太阳的一面温度可高达231华氏度，而第五层背对太阳的一面温度可低至-394华氏度。

JWST的遮阳罩可以在发射前折叠放置在火箭顶部，发射后再展开，这是一个极为复杂和精密的过程。通过这些先进设计，JWST成为了探索宇宙的尖端工具，为科学家提供了更广阔的天文视野。

JWST上还搭载了各种精密的探测器，它们扮演着望远镜的眼睛和耳朵的角色，能够将收集到的光线和信号转化为图像和数据。

这些仪器采用了最先进的技术和材料，具有记录微弱信号和抵抗极端温度和辐射的能力。通过这些仪器，JWST将为我们揭示更多宇宙奥秘，推动天文学研究的发展。

JWST的主要任务

JWST能够观测到距今超过135亿年的宇宙初期时的样子，在这个时期，宇宙中诞生了最古老的恒星和星系。

而JWST则能以其高灵敏度和高分辨率的工具，捕捉这些古老天体发出的微弱红外光，揭示宇宙起源和演化的过程与规律。

此外，JWST还能研究宇宙的大尺度结构，包括暗物质和暗能量，以及宇宙的膨胀和加速，从而验证和测试我们对宇宙的理论和模型。

JWST不仅能观测不同类型和年龄的恒星和星系，还能比较和分析它们的结构和性质，揭示它们之间的相互作用和影响。

它可以探测隐藏在尘埃和气体中的恒星形成区，以及由黑洞和恒星爆发引发的活跃星系核，从而深入研究恒星和星系的诞生与死亡机制。

此外，JWST还能研究恒星和星系的化学组成与演化，以及它们如何影响宇宙的物质循环和再利用，增进对宇宙物理和化学规律的理解。

JWST还能观测太阳系及其他恒星周围的行星系统，探索行星形成和演化的过程与条件，以及行星的多样性和共性。

其高对比度和高光谱分辨率使其能够观测到一些难以发现的行星，如地球大小的行星，以及位于宜居区的行星，从而拓展我们对行星数量和分布的了解。

还能够观测到一些行星的大气和表面特征，如温度、压力和颜色，揭示行星的物理和化学环境，以及可能存在的生命迹象。

JWST是为全球天文学家和科学家提供服务的望远镜，支持各种科学目标和任务，以及不同观测模式和方法，满足多样化的科学需求和兴趣。

同时，JWST秉持开放和合作的精神，可与其他望远镜和仪器联合观测和共享数据，提高观测效率和质量，促进科学的交流与合作。

作为一台具有教育和启发功能的望远镜，JWST还能向公众和学生提供各种信息和资源，增进人们对宇宙的认知和理解，激发对科学的兴趣和热情。这使JWST不仅是科学研究的重要工具，也是推动科学普及与教育的力量。

结语

在未来，JWST将为我们解锁更多宇宙奥秘，推动天文学的发展，成为人类追求知识的重要支柱。

作为史上最强大的望远镜，JWST将继续引领我们深入宇宙的未知领域，带来更多惊奇和发现。因此，关于JWST，我们应该保持关注，因为它将继续为我们揭开宇宙的神秘面纱。

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