望远镜来帮助讲述宇宙的故事

美国国家航空航天局(NASA)将于12月24日发射新的詹姆斯·韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope)，以迎接另一个阿波罗时刻，除非出现并发症。作为NASA迄今为止最雄心勃勃的望远镜，它的目的是从根本上改变我们对宇宙的理解。

光的传播需要时间。离地球最近的恒星距离地球4光年，所以我们看到的这颗恒星的图像实际上是4年前的。这个价值100亿美元的新仪器非常强大，它将让我们看到更远的地方，本质上是回顾过去，看看第一批恒星和星系是如何形成的。它还能让我们在系外行星先于恒星经过时观察它们的大气层——其中一些可能适合居住。通过大气过滤的光线会留下大气成分的痕迹。

Mercedes López-Morales，哈佛大学天文系讲师，天体物理中心的天体物理学家。史密森尼将成为第一批使用韦伯望远镜作为项目一部分的研究人员，在望远镜的第一个周期内观测十多个小行星。《公报》向López-Morales介绍了这台新望远镜，它是以领导NASA完成阿波罗任务的前NASA局长的名字命名的，以及为什么它让科学界如此兴奋。为了清晰和篇幅，采访经过了编辑。

Q&

奔驰Lopez-Morales

宪报:你能谈谈韦伯望远镜的任务吗?

LÓPEZ-MORALES:詹姆斯·韦伯望远镜是有史以来最重要的太空旗舰任务。它被认为是哈勃太空望远镜的继承者，哈勃太空望远镜于30多年前发射，完全改变了我们对宇宙在紫外、可见光和近红外波段的工作方式的理解。与可见光不同，紫外线和红外光是肉眼看不到的，我们需要特殊的探测器才能“看到”它们。它们包含了原始星系的秘密，外太空的化学成分，以及附近的行星。詹姆斯·韦伯望远镜的能力将带领我们超越哈勃望远镜，进一步开阔我们的视野，了解红外线宇宙。我们将能够研究宇宙是如何开始的，并确定第一个星系和恒星是何时形成的。我们也可以学习如何在我们的银河系恒星和行星形成现在,第一次,来研究系外行星的大气层是由什么组成的,类似或不同的系外行星的大气层是我们太阳系中行星的大气层。

公报:是什么让韦伯成为美国宇航局有史以来最雄心勃勃的太空探测器?

LÓPEZ-MORALES:很多事情。NASA已经建造这个望远镜25年了。这很难说，但作为一个大概，我敢说成千上万的科学家和工程师都在研究它。也许最大的原因是有很多先进的技术第一次被用于太空望远镜。

宪报:其中有哪些?

LÓPEZ-MORALES:其中最壮观的是直径6.5米(超过21英尺)的主镜，这使它成为有史以来发射到太空的最大的望远镜镜。为了在运载火箭上安装这么大的反射镜，工程师们必须想出一种全新的方法来制造反射镜。他们分裂成许多六角块,每个人有自己的特定的形状,这样他们可以折叠在太空发射一旦他们打开和锁在一起像一个迷成这个巨大和美丽的镜子涂上一层很薄的黄金基本上没有差距。

宪报:镜面是这个望远镜非常重要的一部分吗?

LÓPEZ-MORALES:我总是告诉人们镜子就像一个桶。桶越大，你能收集的数据就越多。这转化为你看到和收集更多的光-可见的和不可见的。基本上，你可以把时间推得更远。

宪报:望远镜还有什么让您惊讶的地方?

LÓPEZ-MORALES:我会说是遮阳板。要使该望远镜能够产生高质量的观测，有两个关键要求。它必须保持低温，保持在大约零下200摄氏度(零下328华氏度)的稳定温度，并且必须防止被阳光灼伤。遮阳板通过屏蔽太阳的光和热来满足这些要求。

这是一个技术杰作。它由五层覆有铝的薄层组成，所以它们可以反射来自太阳的光线。每一层都像一面帆。发射时，遮阳板被折叠起来，就像望远镜的镜子一样，一旦进入太空，遮阳板就会展开，大约有一个网球场那么大。

“我总是告诉人们镜子就像一个桶。桶越大，你能收集的数据就越多。基本上，你可以把时间推得更远。”

宪报:你能谈谈你目前在望远镜方面的工作吗?

LÓPEZ-MORALES:我的主要研究兴趣之一是了解系外行星的大气层。系外行星是我们发现的围绕附近恒星运行的行星，至今已有20多年。我们现在已经发现了几千颗系外行星，有了这个数字，我们第一次可以开始寻找一些以前不可能回答的问题的答案。我所在的团队将首次用红外线搜索一些系外行星的大气层，以寻找分子物种，如甲烷、氨、碳、镁和硅酸盐化合物。我们现在的望远镜，包括哈勃望远镜，都无法探测到这些。这些化学物质的存在或不存在将告诉我们行星是否有大气层，如果有，它们是由什么组成的，以及它们与太阳系中类似行星的构成如何比较。

GAZETTE:您对这个望远镜最大的期望是什么?

LÓPEZ-MORALES:我希望它能帮助我们发现我们从未想过的事情，因为许多重大的科学突破都是在那里发生的。你打开一个新窗口，发现那里有很多我们没有考虑到的新信息。我也希望这些发现能激励年轻一代，就像哈勃望远镜的图像激励我们这些现在的科学家和工程师一样。

文章旨在传播新闻信息，原文请查看https://news.harvard.edu/gazette/story/2021/12/harvard-astrophysicist-on-the-james-webb-telescope/