詹姆斯·韦布空间望远镜(英文:James Webb Space Telescope,缩写:JWST,简称:韦布空间望远镜,),是
美国航空航天局、
欧洲航天局和
加拿大国家航天局联合研发的
红外线观测用空间望远镜,为
哈勃空间望远镜的继任者。
研制历程
历史背景
1990年4月美国
发现号航天飞机将
哈勃空间望远镜送入近地轨道,开辟了天文学的新篇章。天文学不同于其他科学,它不是实验性的,它的发展主要取决于望远镜及其仪器的性能。19世纪末,最大的(折射式)望远镜主镜口径(直径下同)为1米级别。20多年后,哈勃(Edwin Hubble)发现银河系外天体和宇宙膨胀,使用的是当时世界上最大口径为2.5米的反射望远镜。
20世纪末,世界上最大的地基光学望远镜是10米级,代表了一个世纪以来尺度上一两个数量级的功能进步。20世纪60年代起,众多科学卫星的成功为哈勃望远镜的设计和建造铺平了道路。哈勃望远镜以一个中型大小镜面(2.4米)竟然能比地基大型望远镜观测得更暗、更远,充分显示了空间望远镜具有高清晰度和低背景的优越性早在哈勃望远镜升空之前,美国空间望远镜研究所(Space Telescope Science Institute,STScI)所长贾利尼(Riccardo Giacconi)就把开发下一代望远镜提上日程。因为他知道大型空间项目的建造至少需要15年的时间。下一代空间望远镜的最早原型是8~16米口径的紫外-光学-红外望远镜。由于成本和技术的限制,设计逐渐转向6~8米红外望远镜,这样的望远镜将比哈勃望远镜灵敏约100倍,比2003年发射的0.85米口径的
斯皮策太空望远镜(Spitzer Space Telescope,简称:斯皮策望远镜)灵敏数千倍。
研制进程
从1996年开始,美国宇航局向全国招标,寻找极端精密的新式空间望远镜计划。竞标的四个机构分别是:美国宇航局/戈达德宇航中心、美国TRW公司、洛克西德-马丁公司和美国鲍尔航空宇宙公司。最后,TRW公司经过严格筛选获准研制。
詹姆斯·韦布空间望远镜作为美国宇航局史上最复杂的项目之一,其风险是巨大的,和“哈勃空间望远镜”不一样的是,“詹姆斯·韦布”因为距离地球太遥远无法派宇航员进行维修保养,所以它的设计制造必须完美无缺,否则将功亏一篑!未来的系统集成测试中还可能发现未知问题,一旦测试遇到困难,就会导致发射被推迟。如果韦布望远镜能够顺利进入轨道服役,可展示其强大的观测能力。
詹姆斯·韦布空间望远镜项目启动于1996年,起初称为“下一代空间望远镜(Next Generation Space Telescope,NGST)”,2002年改为现名,以纪念美国国家航天局的第二任局长詹姆斯·韦布(James Webb)在阿波罗计划中发挥的关键性领导作用。
“詹姆斯·韦布”这个名字是取自美国宇航局第二任局长詹姆斯·韦布——在韦布担任美国宇航局(NASA)领导人时美国的航天事业掀开了新的篇章,其中包括探测月球和“阿波罗”登月计划等。因此,“詹姆斯·韦布”一诞生,便寄托着人们的厚望。同“哈勃”相比,“詹姆斯·韦布”更大、更精密,能勘测到更远的太空!它口径是“哈勃空间望远镜”的三倍,但质量只有哈勃的一半左右。它是一架没有镜筒的望远镜。
詹姆斯·韦布空间望远镜是美国宇航局、
欧洲航天局和加拿大航天局的一个联合项目,也是哈勃空间望远镜的继任者,将成为下一代空间天文台。它将是有史以来建造的最强大的空间望远镜,将提供宇宙中形成的第一个星系的图像,并探索遥远恒星周围的行星。
系统组成
镜面系统
詹姆斯·韦布空间望远镜的镜面系统包括
主镜、
次镜和
三镜。虽然尺寸相对较小的次镜和三镜也都很有特色,但昂贵的主镜却是结构最复杂的,由许多个子镜拼接而成的。
镜面系统和精密偏转镜(FSM)是由鲍尔航空航天技术公司研制的,该公司是诺·格公司“光学技术和轻质镜面系统”的主承包商。“韦布”的主镜直径达6.5米。
主镜的直径的比发射它用的火箭更大。主镜被分割成18块六角形的镀金
铍镜镜片,发射后这些镜片会在高精度的微型马达和波面传感器的控制下展开。但是,此法不会跟
凯克望远镜一样,不必像地面望远镜那样必需根据重力负荷和风力的影响而要按主动光学来时常持续调整镜段,故詹姆斯·韦布空间望远镜除了初期配置之外将不会有太多改变。
主镜的镜面作为全体也形成六角形,聚光部和镜面都露在外面,容易让人联想到
射电望远镜的天线。另外,它的主体也不呈筒状,而是在主镜下展开座席状的遮光板。
铍镜衬底使所有子镜可拼接成传统意义上的一面镜子。衬底厚度约为5厘米,“前”反射面被高度抛光,“后”面被精密加工成比实心结构更轻的“蛋架型”结构。
反射面的
表面粗糙度小于20纳米,镀上的一层纯金薄膜也是为了提高其反射红外光线的能力。选择铍材料是因其极高的刚性和轻质特性,在“韦布”极寒的运行温度下不易发生形变。
铍衬底的另一面被安装在三角形、蛋架型的铍传力部件上。每个传力部件长约60厘米、宽30厘米,可用于分担来自底层结构的负载,来减少镜面失真。
铍三角构架(BDF)是18块子镜的主要中间结构,三角形的构架宽约76.2厘米,连接在作动器与反射镜、衬底或传力部件之间。
作动器是由精密马达和齿轮构成的精细结构,用于移动和调整反射镜表面形状。作动器可使18块子镜精确排布,像一面整镜一样对宇宙中的某一物体进行会聚成像。
詹姆斯·韦布空间望远镜的主镜由18块子镜组成,每个子镜各含6台用于移动和转动作动器,全部子镜可利用作动器排布成一面巨大的整镜。另外,每块子镜都搭载一台特殊的作动器,一边直接连接镜背面中心,另一边通过长、薄的铍结构连接镜边缘。每台作动器可使18块子镜拥有完全相同的“曲率中心”,确保它们的焦点重合。
这些镜面作动器是“韦布”众多新发明中的一个。它们能够通过纳米尺度的微小位移使镜面具备最佳的光学性能。另外,这些作动器必须在只比绝对零度高几十度的极端“制冷”温度下运行。
当“韦布”在太空展开并冷却到运行温度后,地面站的工程师们将向所有作动器发送指令来调整所有的镜面,这一过程耗时两个月。随后,一旦“韦布”开始全面运行并进行科学观测,每10到14天就要进行一次镜面调校工作。借助这项新技术,“韦布”将成为首台采用主动控制拼接主镜的天基天文台。
底板接口柔性部件(BIF)接口将主镜连接到望远镜底板上,该底板支撑主镜全部的18块子镜。精密加工而成的柔性部件像精致的弹簧一样,可承受从室温到零下190度的温度变化引起的热胀冷缩。
除了这些连接到底板上的,每块子镜上的还有很多这种柔性部件。
遮阳装置
詹姆斯·韦布空间望远镜的遮阳装置的SPF值达到100万,能够隔绝任何可疑的外部热源,保证望远镜能获得冷静的观测环境。美国宇航局的工程师已经展开了詹姆斯·韦布空间望远镜的巨型遮阳装置的测试,进展顺利。
巨型遮阳装置面积非常大,接近一个网球场的大小,还有多层结构,美国宇航局在位于加利福尼亚州诺斯罗普格鲁门公司的洁净室中进行了展开测试。巨型遮阳装置不仅需要把太阳光挡在身后,还要有非常精确的定位装置,望远镜上的所有组件都会安装在巨型遮阳装置上,尽可能降低太阳光对观测的影响。来自美国宇航局戈达德中心的研究人员威廉·奥克斯认为,巨型遮阳装置为五层结构,像一把巨大的遮阳扇,可隔绝来自太阳的热量传递。
运载火箭
詹姆斯·韦布空间望远镜是采用欧洲
阿丽亚娜5型运载火箭发射升空的。
阿丽亚娜5型运载火箭(又译为:阿里安5火箭)是
欧洲航天局(英文:European Space Agency,简称:欧空局或ESA)研制的大型液体燃料运载火箭。该火箭是
阿丽亚娜系列运载火箭的第五个型号,采用5.4米的芯级直径,为大运力的实现奠定了基础。火箭一子级采用1台新研制的高性能火神氢氧发动机,推力90吨级;捆绑2枚大型固体助推器,单枚推力高达455吨级。基于大推力发动机,阿丽亚娜5火箭起飞只需要3台发动机工作,该火箭为两级半构型,在飞行过程中可以少一次分离环节,有利于提高火箭的可靠性。
设计参数
任务载荷
任务目标
詹姆斯·韦布空间望远镜的主要的任务是调查作为
大爆炸理论的残余红外线证据(
宇宙微波背景辐射),即观测可见宇宙的初期状态。为达成此目的,它配备了高敏度
红外线传感器、光谱器等。为便于观测,机体要能承受极限低温,也要避开太阳和地球的光等等。为此,詹姆斯·韦布空间望远镜附带了可折叠的遮光板,以屏蔽会成为干扰的光源。因其处于
拉格朗日点,地球和太阳在望远镜的视界总处于一样的相对位置,不用频繁的修正位置也能让遮光板确实的发挥功效。
韦伯空间望远镜任务目标主要有4个方面:寻找宇宙中诞生的第一批星系;研究星系演化的各阶段;观察恒星及行星系统的形成;测定包括太阳系行星系统在内的行星系统的物理、化学性质,并研究其他行星系统存在生命的可能性。
探测仪器
詹姆斯·韦布望远镜主要由4个探测仪器构成,即近红外照相机、近红外光谱仪、中红外设备、近红外成像器与无缝光谱仪。分别为近红外相机NIRCam、近红外光谱仪NIRSpec、近红外成像和无缝光谱仪NIRISS、中红外仪器MIRI。它们都具备提供成像和光谱功能,在2.5米波长以下。
近红外相机NIRCam,可提供约60毫角秒的空间分辨率,优于哈勃望远镜。
近红外光谱仪NIRSpec,可提供的光谱分辨本领约2700,它采用一系列微型快门,大大减少了天空背景并可以同时观测多个目标。为了防止在长期操作中某些仪器的部分功能丢失,近红外仪器的功能在设计上有所冗余,这样的设计提高了望远镜的整体可靠性。
中红外仪器MIRI,需要一个额外的冷却泵,但其他仪器可以在没有它的情况下工作,这类似于
斯皮策太空望远镜在耗尽冷却剂后可以进入“温暖任务”阶段,斯皮策望远镜的温度保持在27K左右,其中一个仪器IRAC的两个短波通道在冷却剂耗尽后额外工作了10多年。
飞行动态
升空延迟
按原计划,詹姆斯·韦布空间望远镜本应在2007年发射,初始预算5亿美元,但后因预算等问题不断推迟。
1998年,预算扩充至10亿美元,并将发射计划推迟至2008年。
2000年,预算扩大至18亿美元,发射推迟至2009年。
2002年,预算扩大至25亿美元,发射推迟至2010年。
2003年,发射推迟至2011年。
2005年,预算扩大至30亿美元,发射推迟至2013年。
2006年,预算扩大至45亿美元,发射推迟至2014年。
2008年,预算扩大至51亿美元。
2010年,预算扩大至65亿美元,发射继续推迟到2015年。
2011年,预算扩大至87亿美元,发射推迟至2018年。
2013年,预算扩大至88亿美元。
2017年,发射推迟至2019年。
2017年9月,美国航天局表示,詹姆斯·韦布空间望远镜的发射窗口将从2018年的10月推迟至2019年的3月至6月之间。声明解释说,詹姆斯·韦布空间望远镜及其遮光板的体积和复杂性超过多数探测器,比如仅遮光板释放设备就要安装100多个,振动测试也要用更长时间,所以推迟到2019年春季从法属圭亚那库鲁航天中心用欧洲的阿丽亚娜5型火箭发射升空。
2018年,发射推迟至2020年。
2018年3月28日,
美国航空航天局再次宣布韦布在2020年之前不会发射升空。5月6日,受一系列技术问题的困扰,JWST的最新发射日期已经被推迟到2020年。6月29日,据国外媒体报道,
哈勃望远镜的“接任者”詹姆斯·韦布空间望远镜将推迟至最早2021年3月30日发射。
2019年,因
新冠疫情,发射推迟至2021年,预算追加到97亿美元。
2021年10月12日,詹姆斯·韦布空间望远镜成功抵达位于南美洲的法属圭亚那,原定于12月18日在欧洲航天局阿丽亚娜5号火箭上发射升空。11月22日,NASA再次宣布詹姆斯·韦布空间望远镜的发射时间从12月18日推迟到了22日。12月,NASA的詹姆斯·韦布空间望远镜的发射再次被推迟。最新的计划是在2021年12月24日从法属圭亚那升空,比原计划晚了两天。根据韦布团队的声明,天文台和运载火箭系统之间仍然存在通信问题,这是导致此次发射推迟的主要原因。在此之前最近的一次延期是在三周前宣布的,当时NASA报告了运载火箭适配器存在夹紧问题。截至12月18日,詹姆斯·韦布空间望远镜最新完成封装工作,只待正式发射窗口。根据NASA、ESA最新消息,现已瞄准美东时间12月24日7:20(北京时间12月24日20:20)平安夜发射升空。按计划12月21日将转运至发射场。詹姆斯·韦布空间望远镜到达观测位置后,研究人员需再花费5个月对它开展各项检查,预计望远镜2022年6月底前可正式“上岗”。
美国国家航空航天局和阿丽亚娜空间公司于12月21日成功完成了詹姆斯·韦布空间望远镜的发射准备审查。该团队授权阿丽亚娜5号火箭携带詹姆斯·韦布空间望远镜,并开始执行发射任务,但因天气原因,执行中止。当地时间2021年12月22日,美国国家航空航天局称由于法属圭亚那欧洲太空港的恶劣天气条件,原定于12月24日发射詹姆斯·韦布空间望远镜的VA256航班被推迟,新的发射日期为12月25日。詹姆斯·韦布空间望远镜从1996年开始研发至2021年12月25日发射前(25年),因各种原因一直未能升空,被人们称为“鸽王”。
发射升空
2021年12月25日当天,目标发射的时间将尽量早于以下几个时间段:上午7点20分至52分之间(华盛顿时间);上午9点20分至52分之间(库鲁时间);晚上12点20分至52分之间(世界标准时间);晚上1点20分至52分之间(巴黎时间);晚上9点20分至52分之间(东京时间)。
法国当地时间2021年12月25日13时15分(北京时间25日20时15分),美国宇航局的詹姆斯·韦布空间望远镜在法属圭亚那库鲁基地成功发射升空。这次发射使用了阿丽亚娜5号火箭,火箭已经进入最终轨道。詹姆斯·韦布空间望远镜将在一个月之内进入太阳轨道,大约离地球100万千米。
美国东部时间2022年1月8日上午10时15分左右,美国国家航空航天局任务管理人员发出了展开望远镜的命令。10时30分左右,空间望远镜面板被展开。工作人员正在将望远镜面板固定,预计该程序将在美东时间13时30分(北京时间1月9日凌晨2时30分)左右结束。在该程序完成后,詹姆斯·韦布空间望远镜将正式在太空完成部署。北京时间1月9日零点前后,迄今为止人类建造的最贵、最强大的红外波段空间望远镜:詹姆斯·韦布空间望远镜,成功完成了主反射镜最后一部分的展开,并完成锁定。接下来,詹姆斯·韦布空间望远镜将继续飞往周期约6个月的拉格朗日L2点晕轮(Halo)工作轨道;然后,需要进行为期约5个月的镜面调校、仪器调试等多项测试工作,最终才可以拍摄第一张画面。
美国航天局(NASA)当地时间2022年1月24日表示,詹姆斯·韦布空间望远镜已经抵达它的目的地——距离地球100万英里的“太空停车场”。
2022年2月,美国宇航局发布了詹姆斯·韦布空间望远镜拍摄的第一张照片,这些照片被用来校准耗资100亿美元的天文台。
仪器校准
2022年1月4日,美国詹姆斯·韦布空间望远镜的巨幅遮阳板展开,为将来望远镜开展观测提供必要保障。
2022年1月30日消息,詹姆斯·韦布空间望远镜已经顺利抵达预定轨道,开始正常工作。詹姆斯·韦布空间望远镜的遮阳板、主反射镜均已经打开;正在进行为期3个月的镜片校准工作,包括主反射镜在内的多个镜片。
2022年4月3日,美国国家航空航天局的詹姆斯·韦布空间望远镜的反射镜与科学仪器对准的第六个阶段已经结束,以便它们能够创造出最精确和最集中的图像。詹姆斯·韦布空间望远镜完成首次多仪器校准:在中红外仪器(MIRI)继续冷却的同时,成功地将天文台的其他机载仪器与韦布的分镜对齐。
2022年5月2日,IT之家消息,NASA的詹姆斯·韦布空间望远镜已于4月28日完成了校准,经过全面的审查后,韦布空间望远镜的四台科学仪器能够拍摄到锐利、聚焦良好的图像。
拍摄动态
2021年12月25日,万众期待的詹姆斯·韦布空间望远镜(JWST)在“鸽”了全人类14年之后,终于奔向宇宙。哈勃空间望远镜家喻户晓,因为是它是人类望向宇宙深处的第一道目光,向全人类展示了前所未有的宇宙图景。正所谓“老将不死,薪火相传”,NASA一直把詹姆斯·韦布空间望远镜当成哈勃空间望远镜的继任者来培养,视之为人类有史以来最强大的空间望远镜。
2022年2月12日消息,美国宇航局(NASA)当地时间周五公布了詹姆斯・詹姆斯·韦布空间望远镜(JWST)拍摄的首批图像,代表了该望远镜18个主镜部分校准早期阶段的能力。图像中出现的18个光点都代表着同一颗被称为HD 84406的恒星,由不同的主镜看到。从每个主镜部分收集的光被反射回JWST的次镜,然后使用望远镜的关键成像设备近红外相机(NIRCam)进行测量。
2022年3月16日举行的新闻发布会上,JWST科学家、美国空间望远镜科学研究所的Marshall Perrin表示,这是有史以来从太空拍摄的分辨率最高的红外图像。
图像显示了一颗名为2MASS J17554042+6551277的明亮恒星。如果校准不够精确,图像中可能会有该恒星的多个副本。但这张图像表明,所有镜面一起工作,拍下了一个恒星的单一图像,恒星周围是遥远的星系。
当地时间7月8日,美国宇航局(NASA)公布了詹姆斯·韦布空间望远镜(JWST)拍摄到照片的首批天体名单,包括星系、星云和太阳系外巨行星。
2022年7月11日,美国总统拜登发布了韦布空间望远镜拍摄到的第一张照片:星系团SMACS 0723。它包含了数千个星系,距离地球46亿光年,是迄今为止拍摄到的宇宙最深的图像。
当地时间2022年7月12日,美国国家航空航天局(NASA)举办新闻发布会,展示詹姆斯·韦布空间望远镜拍摄的第一张全彩色照片。随后,陆续公布了首批高分辨率全彩色照片。
当地时间2022年7月12日,美国国家航空航天局(NASA)发布了韦布空间望远镜拍摄的首批全套全彩宇宙深空图像。
2022年8月2日,美国航空航天局和欧洲航天局表示,詹姆斯·韦布空间望远镜透过时间和大量尘埃,拍摄到车轮星系的新图像,以前所未有的清晰度揭示了这个不断旋转的彩色圆环。车轮星系位于玉夫座星系,距地球约5亿光年,是两个星系发生壮观的正面碰撞后形成的。
2022年8月,詹姆斯·韦布最近捕捉到了一张车轮星系的图像,这是由两个星系大规模碰撞而成的另一个星系。这张捕捉到IC 1623和VV 114的最新图像尤其引人注意--不仅两个星系砸在一起的图像看起来有火花,而且也没有黑洞的证据。
当地时间2022年8月22日,美国国家航空航天局(NASA)在其网站上公布了韦布空间望远镜拍摄的两张木星图像。这些图片均为合成图像,由韦布望远镜的近红外相机(NIRCam)拍摄,该设备配置有特制的滤镜,用于观察木星的不同细节。
2022年8月25日,美国国家航空航天局说,詹姆斯·韦布空间望远镜首次在系外行星大气中发现二氧化碳存在的明确证据。
当地时间2022年8月30日,据美国有线电视新闻网报道,由美国国家航空航天局与欧洲航天局合作开发的哈勃望远镜和詹姆斯·韦布望远镜近日捕捉到了幻影星系的新图像,该星系的正式名称为M74,位于距离地球3200万光年的双鱼座。
2022年9月2日(当地时间周四),美国国家航空航天局 (NASA) 发布詹姆斯·韦布空间望远镜拍摄的系外行星HIP 65426b照片,这也是韦布望远镜首次直接拍摄到的系外行星图像此次韦布空间望远镜拍摄到这颗行星的更多细节。
2022年9月,NASA宣布,詹姆斯·韦布空间望远镜拍摄到了蜘蛛星云(Doradus 30)的壮丽图像,在这张蜘蛛星云照片中,还有一个形状完美的“爱因斯坦环”(Einstein ring)是指一种由于光源发出的光线受到引力透镜效应的影响,而使观测所得的光源形状改变呈环形的现象)。
2022年9月19日报道,詹姆斯·韦布空间望远镜发布了其拍摄的首张火星红外图像,捕获了整颗行星的大气数据,这将帮助天文学家识别以前仪器无法识别的现象和气体,更好地了解火星的大气层。研究人员表示,使用韦布望远镜的一个优点是,可以在短曝光时间内以高分辨率同时成像整个星球的表面,从而可以研究短时间内发生的事件,如沙尘暴、天气模式和季节变化等。
当地时间9月21日,美国宇航局公布了韦布空间望远镜捕捉到的海王星光环影像,这是30多年来从未如此清晰地看到过的画面。
2022年9月29日消息,美国国家航空航天局(NASA)旗下詹姆斯·韦布空间望远镜最近拍摄了一张新照片,捕捉到IC 5332螺旋星系“前所未有的细节”。
当地时间2022年10月19日,美国国家航空航天局(NASA)宣布詹姆斯·韦布空间望远镜捕捉到了圆柱形星际气体和尘埃构成的天体景象“创生之柱”的详细图像。“创生之柱”位于距地球约6500光年的鹰状星云内,曾在1995年被哈勃望远镜捕获,而此次发布的新图像揭示了天体景象的新细节,天体生物学家称其“壮观得无法形容”。
2022年10月29日消息,美国国家航空航天局发布了由詹姆斯·韦布空间望远镜拍摄的著名的天体景象“创生之柱”的第二张图片,看起来比第一张略微恐怖。
2022年12月消息,一个国际天文学家小组利用美国国家航空航天局的詹姆斯·韦布空间望远镜,确认了迄今最遥远星系,其在宇宙大爆炸后3.25亿年内形成,这些星系发出的光历时134亿年到达地球,这也是天文学家首次通过确切计算证明其非常遥远的星系。
2022年12月,詹姆斯·韦布空间望远镜发布了一张距离地球2.2亿光年的飞马座螺旋星系NGC 7469图像。这个星系尘土飞扬,但通过韦布空间望远镜的红外线观测,可观察到其明亮中心附近密集的恒星形成环等特征。科学家认为观测NGC 7469的变化能看到星系合并的细节。
2023年1月,据美国宇航局(NASA)消息,詹姆斯·韦布空间望远镜首次发现了一颗围绕恒星运行的系外行星。这颗行星正式编号为LHS 475 b,位于距离地球41光年的八角星座,其大小几乎和地球相同,是地球直径的99%。在这项研究中,约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室Kevin Stevenson和Jacob Lustig-Yaeger领导的研究团队,使用NASA的凌日系外行星巡天卫星(TESS)确定目标后,用韦布空间望远镜对其进行了确认。韦布空间望远镜的近红外光谱仪仅用两次凌日观测就清晰捕捉到这颗行星。同月,美国国家航空航天局(NASA)宣布詹姆斯·韦布空间望远镜揭示了在寒冷、黑暗宇宙中隐藏在冰冷云层中的惊人分子。这些分子并不普通,而是一种“星际砖块”,有朝一日会融合到下一代恒星或行星中,甚至可能导致人们所了解的生命的诞生。
2023年2月,欧空局(ESA)于近日更新文章,分享了一张詹姆斯·韦布空间望远镜(JWST)拍摄的新照片。这张照片的主角是距离地球10亿多光年、位于武仙座超星系团的螺旋星系LEDA 2046648。
2023年2月9日,NASA透露,詹姆斯·韦布空间望远镜成功突破极限观测到了2022年9月DAR 探测器与小行星Dimorphos的碰撞画面。
2023年2月20日消息,来自NASA詹姆斯·韦布空间望远镜的最新深空图像显示了一个名为“潘多拉星系团”(Pandora's Cluster)的太空区域——Abell 2744,那里的一个巨型星系团就像一个天然放大镜,让人们可以更好地观测到早期宇宙中的遥远星系。
2023年3月,美国国家航空航天局发布由韦布空间望远镜拍摄到的沃尔夫-拉叶星(Wolf-Rayet)124这颗濒临死亡的恒星罕见而短暂的阶段。
2023年4月,詹姆斯·韦布空间望远镜拍摄到了天王星的一张惊人照片,非常详细地展示了这个冰雪巨人的环系统、其最明亮的卫星和动态的大气层。
2023年6月30日,美国宇航局公布了一张由詹姆斯·韦布空间望远镜拍摄的土星照片,展示了土星标志性的环状结构。这张照片是由韦布望远镜的近红外相机于6月25日拍摄的。
2023年7月,韦布望远镜发现三颗候选暗星。美国科尔盖特大学和得克萨斯大学的天文学家,根据詹姆斯·韦布空间望远镜的数据发现了暗星存在的证据。
2023年8月,欧空局(ESA)发布官方博文,展示了由詹姆斯·韦布空间望远镜拍摄的环状星云(Ring Nebula)照片,高分辨率展示了诸多细节。欧空局展示了使用詹姆斯·韦布空间望远镜的近红外相机(NIRCam)和中红外仪器(MIRI)拍摄的照片。
当地时间2024年4月30日,据美联社报道,美国国家航空航天局(NASA)发布了通过韦伯太空望远镜拍摄到的迄今为止最清晰的马头星云部分图像,图像甚至详细地显示了“鬃毛”。
太空事件
2022年5月23日至25日期间,一颗微流星体击中了詹姆斯·韦布空间望远镜的一个主镜,但负责操作该望远镜的美国宇航局团队预计这次撞击不会对该天文台的数据产生重大影响。
2022年7月,詹姆斯·韦布空间望远镜因太空微陨石撞击,至少有一个镜像部分遭受了无法完全弥补的损坏。
2022年9月,美国国家航空航天局(NASA)表示,旗下詹姆斯·韦布空间望远镜搭载的中红外探测仪(MIRI)因为组件故障而停用一种观测模式。韦布望远镜工作团队2022年8月底发现,中红外探测仪用于切换观测波长的一个轮子“摩擦增加”,影响到中红外探测仪四种观测模式中的一种。9月6日,团队召集人员组成异常事件审查委员会,决定暂停使用这种观测模式,技术人员正在努力寻找解决方案。
2023年6月2日消息,天文学家通过詹姆斯·韦布空间望远镜的观测证实,一个异常暗淡的遥远星系是宇宙中第一批星系的典型代表,正是这类星系的光芒“撕裂”氢原子的迷雾,结束了宇宙幼年的“黑暗时代”。
2023年9月消息,詹姆斯·韦布空间望远镜提供的数据显示,在木卫二(欧罗巴)上检测到的二氧化碳来自其冰冷外壳下的海洋,这让人们对其海洋中可能潜伏着生命更添期待。
科学研究
空间发现
2022年10月,西班牙科学家通过詹姆斯·韦布空间望远镜,发现了本地宇宙(银河系及相关星系)之外最小的星系,其质量为银河系的千分之一。
2022年11月17日,据美国哥伦比亚广播公司(CBS)报道,科学家近日通过美国詹姆斯·韦布空间望远镜发现了一个很可能形成于宇宙大爆炸3.5亿年后的
星系,这或将成为人类在宇宙中发现的最古老的星系。
2022年12月8日,法新社报道称,研究人员对史上最强空间望远镜詹姆斯·韦布空间望远镜的数据进行分析后,发现了至少有两颗此前未知的恒星藏匿在一处“恒星墓地”的证据。
2023年7月,一个国际天文学研究团队宣布,他们通过詹姆斯·韦布空间望远镜观测的数据,发现了由10个遥远星系排列形成的一条丝状结构,而这些星系从宇宙大爆炸后8.3亿年就已经存在。
2023年9月12日,美国詹姆斯·韦布空间望远镜最新观测发现,一颗太阳系外行星大气中含有甲烷和二氧化碳等,这为搜寻外星生命提供了新的线索。
当地时间2023年11月6日,由NASA钱德拉X射线天文台和詹姆斯·韦伯太空望远镜的数据合成图中,表明大爆炸后仅4.7亿年就有一个正在增长的黑洞,这是迄今为止发现的最古老的黑洞。
2023年11月,天文学家使用詹姆斯・韦伯太空望远镜(JWST)的数据发现了一个至少由20个星系组成的庞大链状结构,他们将其称之为“宇宙藤蔓”。它位于大熊座和牧夫座之间的一个名为扩展格罗思带的区域内,由气体和星系束组成。
2024年1月,英国剑桥大学公报该校研究人员领衔的国际团队利用美国詹姆斯·韦布空间望远镜观测到一个可以追溯到宇宙大爆炸后约4亿年的黑洞,其质量高达太阳的几百万倍。这是迄今发现的最古老黑洞。
天体物理学家利用詹姆斯·韦布空间望远镜发现一个大约131亿年前“死亡”的星系,是迄今发现“死亡”星系中最古老的一个。相关研究报告2024年3月6日由英国《自然》杂志发表。
2024年6月,借助詹姆斯·韦布空间望远镜,丹麦
哥本哈根大学等机构的研究人员观测到早期宇宙中3个古老星系诞生时的景象。它们形成于宇宙大爆炸后的数亿年内,属于宇宙中最早诞生的一批星系。相关论文发表在美国《科学》杂志上。
2024年6月24日,据《自然》发表的一项研究,瑞典科学家利用詹姆斯·韦布空间望远镜(JWST),在宇宙大爆炸后4.6亿年的一个星系中发现了球状星团。这可能是迄今已知最早的圆球状星团,这一发现有助人们理解早期宇宙中星系的形成。
2024年8月5日,据英国《新科学家》周刊网站报道,美国天文学家使用詹姆斯·韦布空间望远镜发现了一批遥远的“香蕉形”星系,可帮助科学家揭开暗物质的神秘面纱。
2024年10月,一个国际科研团队在英国《自然·天文学》杂志上发表论文说,利用詹姆斯·韦布空间望远镜观测到距离宇宙大爆炸仅约7亿年的“由内而外”生长的星系。这是迄今观测到的最久远的此类星系。
2024年12月,美国航天局发布公报说,一个国际研究团队借助詹姆斯·韦布空间望远镜,新发现百余颗“迷你”小行星,这些小行星比天文学家先前在太阳系主小行星带探测到的小行星都要小。
观测行星
2023年1月12日,美国国家航空航天局(NASA)的詹姆斯·韦布空间望远镜首次发现一颗系外行星。这颗行星名为LHS 475 b,位于距离地球41光年的八角星座,主要由岩石构成,大小与地球几乎相同。
NASA凌日系外行星勘测卫星(TESS)此前收集的数据表明,这颗行星可能存在。
2023年2月7日消息,美国国家航空航天局(NASA)旗下的詹姆斯·韦布空间望远镜观测到一颗新的小行星,大小和意大利的罗马斗兽场差不多,也是迄今为止人们在主小行星带发现的最小小行星之一。
2023年2月,英国《自然》杂志22日发表的一篇论文,报道了在大爆炸后约5亿—7亿年形成的候选大质量星系群。这些星系的质量超出了一直以来人们对早期星系质量的预期。观测结果来自美国国家航空航天局詹姆斯·韦布空间望远镜公布的首批数据,其为早期星系形成提供了新的认知。
2023年3月,国际著名学术期刊《自然》最新发表一篇天文学论文称,根据韦布空间望远镜(JWST)的观测结果,地球大小的系外行星TRAPPIST-1b上未发现大气的迹象。美国航天局艾姆斯研究中心的研究人员利用韦布空间望远镜上的中红外设备,观测了当“特拉普派-1b”经过红矮星背后时的热辐射变化。
2023年3月30日,据英国《新科学家》杂志网站报道,美国科学家利用詹姆斯·韦布空间望远镜,发现了迄今已知最古老黑洞,这个黑洞在宇宙大爆炸后5.7亿年形成,这一发现可帮助人们理解黑洞这类宇宙“怪兽”的起源及演化历程。
2023年4月4日,一个国际天文学家团队在《自然·天文学》杂志上刊发两篇论文指出,他们利用詹姆斯·韦布空间望远镜,发现了4个迄今已知最古老的星系,其中一个星系形成于宇宙大爆炸后3.2亿年。
2023年4月20日,一个国际科研小组日前在美国《科学》杂志上报告说,他们利用詹姆斯·韦布空间望远镜发现了一个特殊的遥远星系,它诞生于宇宙大爆炸之后约5亿年,体积很小,但内部的恒星诞生活动异常剧烈。
2023年4月,使用韦布望远镜在小麦哲伦云的数百个年轻恒星周围检测到了行星形成的成分。
2023年4月,美国天文学家使用詹姆斯·韦布空间望远镜(JWST)发现了近300亿光年外的史上最遥远星系团。相关论文4月24日发表于《天体物理学杂志快报》。
2023年5月,天文学家利用詹姆斯·韦布空间望远镜观察太阳系外恒星“
北落师门”周围尘埃,结果发现共有3道尘埃环围绕这颗恒星,其中两道为首次发现。
2023年5月15日,美国科学家在科学期刊《自然》发表论文,介绍关于地球上水的起源的研究进展。他们借助詹姆斯·韦布空间望远镜,首次在木星和火星之间的主小行星带观测到在罕见的主带彗星周围存在水蒸气。
2023年7月,詹姆斯·韦布空间望远镜最新观测数据首次揭示宇宙大爆炸早期两颗快速增长的超大质量黑洞(类星体)所在寄主星系的星光。
2023年8月3日报道,詹姆斯·韦布空间望远镜(JWST)拍摄到了一颗遥远恒星生命末期的迷人图像,以前所未有的细节展示了环形星云的甜甜圈状发光气体结构。
2023年9月,韦布空间望远镜在木卫二欧罗巴表面检测到了二氧化碳,不过分析表明,这些二氧化碳可能源于木卫二的地下海洋。
2023年11月消息,由西班牙和美国科学家主导的国际天文学家团队,利用詹姆斯·韦布空间望远镜发现了迄今已知最遥远的类银河系棒状螺旋星系,其已超过110亿岁,这一发现可能意味着星系的形成和演化理论的某些方面需要修正。相关论文发表于最新一期《自然》杂志。
2023年12月,欧洲航天局发布公报说,一个国际研究团队利用詹姆斯·韦布空间望远镜发现迄今最小的自由飘浮褐矮星,其质量为木星质量的3到4倍。
当地时间2024年1月29日,一张韦伯太空望远镜拍摄的最新图像公布,展示了距离银河系较近的19个螺旋星系,为恒星形成以及星系结构和演化提供了新的线索。
2024年5月8日,美国航天局在官网发布消息:一个国际团队利用詹姆斯·韦布空间望远镜观测发现,一颗炙热的太阳系外岩石行星可能存在大气层。
2024年6月,据英国剑桥大学官网报道,该校天文学家基于詹姆斯·韦布空间望远镜高级深星系外巡天获得的数据,在宇宙大爆炸后仅3.5亿年诞生的一个古老星系中,首次探测到了丰富的碳。这项发现有助于科学家进一步揭示宇宙以及地球生命的演化历程。
2024年6月,美国科学家借助詹姆斯·韦布空间望远镜(JWST)成功捕捉到了迄今为止最古老且最遥远的超新星图像,以及其他若干超新星。这颗最古老超新星可追溯至宇宙大爆炸后仅18亿年。这种古老的恒星爆发有助科学家揭示宇宙进化的奥秘。
2024年7月24日,《自然》报道称,詹姆斯·韦布空间望远镜(JWST)观测到一颗超级木星式巨型系外行星,正围绕附近一颗约有35亿年历史的太阳型恒星运行。这颗“超级胖子”行星,是“巨无霸”行星木星质量的6倍多。
所获荣誉
2022年12月,入选
中国工程院院刊《Engineering》发布的“2022全球十大工程成就”。
2023年6月,加拿大航天局(CSA)詹姆斯·韦布空间望远镜团队荣获2023年度世界航天奖团队奖。
总体评价
詹姆斯·韦布空间望远镜的观测将帮助研究人员更深入了解有关天体的质量、年龄、历史和成分。(央视新闻 评)
全世界天文学家都翘首以盼韦布空间望远镜能够顺利发射成功。凭借远在哈勃空间望远镜之上的设计性能,它必将成为未来十几年探索宇宙的一大利器,为人类揭示出更多、更深远、更精微的宇宙奥秘。(全国科学技术名词审定委员会 评)
詹姆斯·韦布空间望远镜是有史以来最复杂的科学设备之一,尽管其已顺利发射和部署,但那只是其成功的第一步。加州大学伊凌沃斯教授(Garth illingworth)是韦布望远镜的元老,他从项目的最初设想开始,已经为其工作了30余年。他说。该望远镜在建造过程中多次遇到下马失败的可能。但如果项目最后变得轻而易举,说明我们最初的雄心还不够大。韦布望远镜将打开人类认识宇宙的新篇章,人们期望它在研究从近至地球邻居、远至宇宙中第一代星系的广阔领域发挥不可替代的作用。诚然,就如哈勃望远镜的成就一样,科学上最有价值的发现和突破也许是不可预测的,人们将拭目以待。(《科学通报》 评)