“韦布”启程 只是给人类好奇心一个交代？

文／本刊记者 史 诗

随着发射场天气逐渐向好，火箭终于被推出总装厂房，前往发射台加注燃料，静待发射。

2021年12月25日，美国宇航局（NASA）的詹姆斯·韦布空间望远镜（下称“韦布空间望远镜”）成功搭乘欧洲航天局（ESA）的阿丽亚娜5号火箭，从法属圭亚那基地进入圣诞节早晨的天空。

据美国国家航空航天局介绍，韦布空间望远镜是该机构迄今建造的最大、功能最强的空间望远镜。在完成344个关键的预定动作之后，从观察宇宙第一批恒星和星系发出的光开始，去帮助人类理解行星系统的产生，探寻一个更隐秘的世界。

称职的“继任者”

这次，韦布空间望远镜将用一个月的时间飞往160万公里外的目的地，并在5个月后正式上岗。

此前，人类尚在使用的空间望远镜是1990年4月发射的哈勃空间望远镜。在距离地球表面540公里大气层之上，哈勃空间望远镜一度扩展了人类对于恒星的起源与死亡、星系形成、黑洞等重要科学问题的认识，也加深了人类对“大爆炸”以来宇宙变化的理解。

哈勃空间望远镜表现如此出色，为什么还要把韦布送上天？

简单来说，NASA和ESA等机构花了30年时间和近百亿美元，就是为了能把宇宙看得更清楚一些。

“与哈勃相比，韦布空间望远镜镜面更大，直径达6.5米，远长于哈勃空间望远镜的2.4米。镜面大决定其收集光线的能力更强。”中国科学院国家天文台研究员李然告诉科普时报记者，不同于哈勃空间望远镜的紫外光学和近红外波段观测，韦布空间望远镜能够在中红外波段观测。

也就是说，哈勃空间望远镜收集的是可见光和紫外光。而韦布空间望远镜能收集到更远的红外光。李然解释说，“宇宙最早的一批星系发出的光已经到了红外波段，韦布空间望远镜将得以窥见宇宙的‘第一缕光’。”。

李然还表示，随着宇宙持续膨胀，这批早期发光天体发出的紫外光和可见光朝光谱的红端移动，波长变长，产生红移现象，最终以红外光的方式抵达近地空间。韦布空间望远镜能够捕捉到这些红外光子。

此外，韦布空间望远镜最终到达的特殊轨道，将使它与地球时刻保持一致，同时环绕太阳公转。相比之下，哈勃空间望远镜可要每90分钟进出一次地球的阴影。

欲穷万里目

可别再说韦布空间望远镜是来巡天的了。虽然人类很想探究宇宙的两大谜团——暗物质和暗能量，但韦布真的不想干这活儿。

李然说：“韦布空间望远镜是一个通用型望远镜，他的观测目标是由全世界的科学家们所提交的。委员会根据这些观测建议筛选出最有价值的内容，列入韦布空间望远镜的工作计划。”

韦布空间望远镜的科研探索工作是由综合科学仪器模块承担，一共由4款主要仪器组成，分别是近红外相机、近红外光谱仪、精细制导传感器/近红外成像无缝隙光谱仪、中红外仪。这些仪器将主要用于捕获图像或光谱学，并将光分解成不同的波长以确定物理和化学成分。

李然还谈到，韦布空间望远镜还能探测系外行星大气的谱线，分析大气中是否存在水、二氧化碳等成分。关于地球之外是否还有生命的问题，它或许可以提供一些线索。

天还是要巡的

虽然韦布空间望远镜没有巡天任务，但不可否认的是，地球已经无法承载人类的好奇心，巡天迎来黄金时代。

巡天任务的一个通俗的理解就是，我们想要看到“看不到的东西”。2020年，俄罗斯和德国已经发射的Spektr-RG卫星搭载的eROSITA太空望远镜探测到13个新的潮汐干扰事件，为科学家们进一步揭秘超大质量黑洞的形成和演化提供了帮助；欧洲航天局计划于2022年发射欧几里得太空望远镜，填补现有对宇宙暗能量观测的不足。

不久的将来，中国空间巡天望远镜也会开启万里长征第一步，还将和中国空间站在同一轨道上飞行。

“该望远镜保持了2米大小的镜面口径，其先进的设计决定了要比哈勃空间望远镜的视场宽广300倍左右。”李然进一步解释，虽然哈勃空间望远镜拍摄的图片非常精美，但却只拍到宇宙天空很小一部分。中国空间巡天望远镜将在工作寿命期内，完成超过三分之一宇宙天空的拍摄任务。

初步规划，中国空间巡天望远镜的寿命预计为10年。10年中，除了完成主巡天任务，也将利用部分时间开展多样化的天体精细观测研究。因此，中国巡天空间望远镜配备了新型后端天文仪器。比如星冕仪，能以极高的灵敏度接收太阳系以外的大型行星反射其主恒星的微弱光线；还包括新型积分场光谱仪可以进一步刻画遥远星系的精细结构。

如李然所说，未来宇宙中，中国人造的巡天空间望远镜望远镜将作为世界旗舰级天文设施工作。对人类而言，宇宙神秘一直在，好奇心就值得乘着科学的“翅膀”驶向更远的深空。