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望遠鏡斥資百億美元,觀測到恒星原始階段,韋伯望遠鏡有何缺陷?

詹姆斯·韋伯太空望遠鏡拍到了一顆位于金牛座的原恒星,這顆名為L1527的恒星正處于初始的形成階段,未來它可能會變成一顆真正的恒星。其周圍存在著尚未完全消耗的分子云和塵埃,而韋伯太空望遠鏡幫助人類看清了恒星早期階段的模樣。

韋伯望遠鏡的新成果

韋伯太空望遠鏡捕捉到的原恒星圖像中,最引人注目的就是它有著藍色和橘色的云層。原恒星噴發(fā)的物質如果與周圍物質碰撞,就會出現這些云。云層之間的塵埃形成了不同的顏色效果,灰塵較少的地方就是藍色的,而灰塵層厚的區(qū)域就會呈現橘色。

此外,韋伯望遠鏡還捕捉到了原恒星的氫分子細絲。這些氫分子細絲是由氫分子組成的細長結構,類似于線狀的形態(tài)。通常情況下,這種結構的形成需要極低溫和極高壓的條件,比如在實驗室中的超導體或行星內部的高壓環(huán)境。

據估,L1527大約只存在了10萬年,是一個年輕的天體,因此它被認為是0級原恒星,即處于恒星形成的最早階段。像這樣的原恒星仍然包裹在塵埃和氣體的黑暗云中,在成為成熟的恒星之前還有很長的路要走,這也是為什么它比較難被觀察到。

而且L1527還不能通過氫核聚變產生自己的能量,因此它的形狀雖然大致看是球形的,但這種形狀并不穩(wěn)定,是由蓬松的氣體團塊形成的,很容易變形。不過隨著原恒星不斷聚積質量,其核心將逐漸壓縮并趨于穩(wěn)定。可以說,韋伯望遠鏡拍下的這張照片提供了一個了解太陽和太陽系嬰兒期樣子的窗口。

韋伯望遠鏡的研究目標

詹姆斯·韋伯太空望遠鏡是全球最為先進的太空望遠鏡之一,它的主要研究目標是解開太陽系中的謎團和展望其他恒星,另外還將探索宇宙的神秘結構和起源以及地球在宇宙中的位置。

韋伯望遠鏡通過觀測紅移效應發(fā)現了遙遠宇宙中的第一批星系。紅移效應基于多普勒效應的原理,即光的頻率和波長會受到光源和觀測者之間相對運動的影響而發(fā)生變化。望遠鏡通過紅移效應,幫助科學家們測量星系遠離地球的速度,并推測宇宙的膨脹速度。

韋伯望遠鏡還觀測到了太陽系外行星的大氣層成分,它通過分析行星周圍的恒星光譜,科學家們能夠檢測到行星大氣中的化學元素和分子。例如,韋伯望遠鏡觀測到了幾顆系外行星大氣中的水蒸氣、二氧化碳和甲烷等物質,這有助于我們了解其他行星的環(huán)境條件和潛在適居性。

再就是像L1527這樣的原恒星了,韋伯望遠鏡的高分辨率和敏感度使得科學家們能夠發(fā)現這些在過去難以被發(fā)現的恒星,并研究它們的性質和特征。人類對地球和太陽系的認知是不完整的,而其它恒星或者行星的起源過程能夠幫助完成這部分認知。

韋伯望遠鏡毫無缺點嗎?

不可否認的是,韋伯望遠鏡在鏡面大小方面具有明顯優(yōu)勢,它擁有直徑為6.5米的巨大主鏡,遠大于許多其他望遠鏡的鏡面尺寸。這使得韋伯望遠鏡能夠收集更多的光線,提供更高分辨率和更清晰的圖像,也使得它能夠觀測到更遙遠、更微弱的天體信號。

其次,韋伯望遠鏡采用紅外觀測技術,紅外線能夠打破塵埃云層和宇宙膨脹對可見光的干擾,這樣它能夠觀測到被遮擋的天體和遙遠宇宙中的早期現象。這為研究宇宙起源、行星形成和恒星演化提供了寶貴的信息。

作為太空望遠鏡,它在冷卻系統方面也有特殊設計。它使用先進的冷卻系統將鏡面和儀器冷卻至極低溫度,以減少熱噪聲的干擾。這種冷卻系統無疑幫助提高了觀測的靈敏度和準確性。

然而,韋伯望遠鏡并不是無敵的,它也面臨著一些挑戰(zhàn)和局限性。首先,由于韋伯望遠鏡將被放置在地球軌道的拉格朗日點L2處,這意味著對它維護和修理將非常困難。而相比之下,地面望遠鏡更容易進行維護和升級。

韋伯望遠鏡的成本一直以來都是一個大問題,該項目的開發(fā)和運營費用龐大,預計超過100億美元,而最初對這個項目的估值僅僅是5億美元,多年來這個數字已經翻了不知道多少番。這使得韋伯望遠鏡成為太空科學領域中最昂貴的項目之一。

最后,既然它身處宇宙,它就會遇到很多不可知不可預估的事件,比如被隕石撞擊,而這也真的發(fā)生了。2022年7月,韋伯望遠鏡真的被一塊微隕石撞擊了,其實際的受損程度要比地球上估計的還嚴重。

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