天问｜詹姆斯·韦伯太空望远镜发射一周年：人类正在更加了解宇宙

本文转自：封面新闻

封面新闻记者 闫雯雯 吴德玉

生日快乐，詹姆斯·韦伯太空望远镜！12月25日，是詹姆斯·韦伯太空望远镜升空一周年的日子。在这一年，韦伯望远镜为人类展现了宇宙的波澜壮阔和神秘，为人类探索宇宙开辟了新的眼界。在过去的一年时间里，詹姆斯·韦伯太空望远镜经历了什么？有哪些惊人的发现？

韦伯望远镜2022年2月11日拍摄照片

160万公里外的太空

詹姆斯·韦伯正在画圈圈

詹姆斯·韦伯太空望远镜是美国航空航天局、欧洲航天局和加拿大航空航天局联合研发的红外线观测用太空望远镜，为哈勃空间望远镜的继任者，取名自NASA第二任局长——詹姆斯·韦伯，以纪念在他在任期内所领导的诸多历史性的航天任务。法国当地时间2021年12月25日13时15分，北京时间2021年12月25日20时15分，韦伯太空望远镜在法属圭亚那库鲁基地成功发射升空。

在经历了长达29天，历经了约160万公里的飞行之后，终于在1月24日抵达了第二拉格朗日点，并围绕该点以半径80万公里的日晕轨道运行。

什么是拉格朗日点呢？它是由数学家拉格朗日计算得出的一个引力平衡点。当一个物体同时受到两个天体的引力作用时，就会在这两个天体周围产生5个引力平衡点，如果将物体放在这5个拉格朗日点上，那么物体就可以与这两个天体保持固定的相对位置，而且并不需要消耗过多的燃料。但是韦伯望远镜去往第二拉格朗日点并不是为了保存推进剂，而是为了在那里保持低温的环境，因为其余4个拉格朗日点都同时面朝太阳和地球，只有在L2点上，太阳的光线被地球所遮挡，可以最大限度地降低红外线干扰。

2022年2月11日，韦伯太空望远镜传回了TA拍摄的第一张照片。这张“十八星图”看起来平平无奇，其实这看似毫不相关的18个光点都来自于同一颗恒星——HD 84406。由于还没有进行调整，韦伯望远镜蜂窝状的18面主镜现在正处在各自为政状态。于是，18个独立的望远镜生成了同一颗恒星的18张照片。

2022年7月11日，NASA和拜登发布的首张韦伯“深场”。

发现屡次刷新纪录

人类正在更加了解宇宙

2022年7月11日，美国总统拜登、副总统哈里斯和美国国家航空航天局(NASA)局长比尔·纳尔逊等在白宫发布了詹姆斯·韦伯太空望远镜传回的首张全彩色图像。这宣告了韦伯望远镜探索宇宙的开端。

在首张照片发布之后的第二天，也就是7月12号。NASA发布了备受瞩目的首批五张全套全彩宇宙深空图像和光谱数据，这是人类有史以来获得的最深最清晰的宇宙照片！包括距离地球8500光年远的船底座大星云和距离地球46亿光年的星系团SMACS 7023以及距离地球2500光年的南天环状星云。通过韦伯望远镜，我们看见了深空的模样、星系的演化、恒星的初生和葬礼，以及探索生命存在的可能。

紧接着的7月15日，NASA又发布了韦伯太空望远镜拍摄的首张太阳系星球的照片。那是一张木星的照片，清楚显示了木星这一气态巨行星的不同波段，还能看到旁边的卫星欧罗巴，以及木星上的大红斑。而在随后的8月22日发布的最新木星照片甚至包括了木星的南极和北极光，另外还有对流风暴的云层顶部。

詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄的照片

在寻找最古老星系方面，韦伯太空望远镜也一次又一次刷新数据。7月20日，发现了Glass-Z13，该星系已经存在135亿年，是宇宙中已知最古老的星系。哈佛天体物理中心专家称，这个被称为“GLASS-Z13”的星系可以追溯到大爆炸后4.5亿年，比之前发现的星系早了大约1亿年。而在11月7日， Glass-Z12成为了詹姆斯·韦伯太空望远镜发现的最早星系，该星系出现于宇宙诞生后的3.5亿年。这一发现可能会改变天文学家对于宇宙早期星系和恒星形成的理解。

进入12月之后，NASA公布的詹姆斯·韦伯望远镜拍摄的照片也不少，其中有一组首次观测到的目标引发了大家的高度注意——环绕TRAPPIST-1恒星的7颗地球大小的行星，以及围绕一些行星的大气层。这7颗行星距离地球约39.13光年，位于恒星的宜居带或附近，那里可能存在液态水。天文学家认为它们是研究太阳系外行星适合生命存在的标本。

詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄的照片

遭遇几次故障

幸而化险为夷

在过去的一年时间里，韦伯太空望远镜还经历过多次故障，也引发了科研人员的担忧，甚至还因此“罢工”数日。

5月，就在詹姆斯·韦伯太空望远镜刚刚开始工作时，一个主镜遭受了撞击，而这次撞击来自一颗微陨石。研究人员将引起此次撞击的微陨石描述为“以极端速度飞行的尘埃大小的颗粒”。事实上，这并不是韦伯望远镜自到位后受到的一次撞击，先前就已经有过四次了，只不过这一次的流星体稍大一些，地面工程师根据此前的设计重新调整镜片的位置，对于望远镜并没有太大的影响。

9月22日，詹姆斯·韦伯太空望远镜的中红外相机 (MIRI) 光栅轮出现了技术故障，迫使地面团队推迟了一些观测。MIRI是詹姆斯韦伯太空望远镜上的四台高科技仪器之一，它是一个结合了相机和光谱仪的仪器，这意味着它可以同时拍摄遥远宇宙的图像和光谱。作为检测中红外波长的仪器，MIRI可以看到来自遥远星系的光，以及在尘埃罩内形成的恒星。虽然韦伯的所有仪器都需要极低的温度才能正常观察，但 MIRI是所有仪器中最冷的。此次故障一直到11月12日才宣布恢复。

詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄的照片

12月7日，NASA表示詹姆斯韦伯太空望远镜出现了一点软件问题。据称，该问题是“由于控制天文台指向的姿态控制系统触发的软件故障”。该故障导致韦伯直接进入了安全模式，通过关闭非必要的系统来保护自己。在望远镜团队调整了指挥系统后，韦伯望远镜于12月20 日才又恢复状态。