太空望远镜,太空望远镜怎么探测到20万光年适合人类生存开普勒星球的

问出这个问题类似最初科学家对视觉的理解太空望远镜,曾经科学家认为眼睛可以发射某种波,经物体反弹回眼睛,于是看到东西。天文望远镜看到的是已经传过来的电磁波,本身不需要发射信号。

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就像我们睁开眼睛就可以看到太阳,并不是眼睛的反应速度超越太阳,而是太阳在源源不断地向地球发射光线,光经物体漫反射之后进入人的眼睛,形成物体的倒影,再经过大脑视觉中枢处理产生视觉。是因为光一直都在,人睁开眼光自然而然地进入眼睛而已。观测遥远的天体也是一样,即便是距离20万光年,它曾经发出的光也不断地传播,可以被观测到就说明它的强度可以到达地球,又因为光源持续一段时间,所以有持续光线的情况下,望远镜对准某个区域就可以看到相应的天体,望远镜自身一般并不需要发射信号。

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望远镜的种类很多,最常见的就是光学望远镜,主要的观测频段是可见光范围,因此是可视的,可具体成像的,另一种常见的是射电望远镜,射电信号其实就是电磁波,射电望远镜可以设定某一观测频段,然后设置相应的馈源舱、反射面,将大量电磁波聚焦,和光学类似,电磁波经锅状的反射面反射后聚焦在中央的馈源舱,就可以将很微弱的信号放大若干倍,以便继续宁观测。除此之外还有X射线望远镜、放射性物质望远镜等类型,哈勃望远镜获得的色彩斑斓的图像其实就是光学加氢观测器加上X射线探测仪,最终合成的图像,并不是实际观测的结果。

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也因为望远镜的远离,在地球上观测到20万光年外的天体,实际上已经是它20万年前的面貌,在20万年前的某个时间,天体事件导致大量能量释放,且持续一段时间,在地球上就可以接收到这股波,于是被观测到。可以发射电磁波的望远镜也有,不过观测的对象主要是距离较近的天体,前不久坍塌的前世界最大天眼——美国直径300多米的阿雷西博天文台就有发射电磁波的作用,类似于雷达,它可以 发射一定强度的电磁波,其实有点类似激光,被天体反射回来之后就可以接收反射信号达到观测目的。

显然,这种望远镜无法观测远距离的天体,观测数万光年外的天体,信号来回就得十来万光年,且这种信号的强度可能已经超出了人类掌握的能源级别,很难进行观测,所以这口望远镜建设的目的还有待商榷,也许它就是作为一个地面的巨型雷达,可以侦测一些较小的地球大气层内部的物体。大多数望远镜不需要这样的功能,宇宙非常大,恒星、星系都非常多,因此会发生非常多的宇宙事件,爆发的能量级别都可以在地球上进行观测,人类并不需要观测所有的天体,只需要对感兴趣的事件进行观测就可以了。

不过现代人类的观测能力还是弱,还不能观测系外的单一恒星,越过银河系观测到的就是星系了。另外,开普勒星球距离地球根本没有20万光年,目前人类发现的类地行星都在1万光年之内,而且都是靠间接的观测方式,比如凌日法、引力摄动法等等,开普勒452b距离地球只有1402光年,人类目前都还不能直接观测距离地球4光年的比邻星系中行星,只是能直接观测到恒星罢了。

当尖端太空望远镜对现阶段的任何一枚火箭来说都太大时那么要怎么做呢?NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜就正面临着这样一个问题,为此,该机构想到了一个办法--利用折纸技术。即让该太空望远镜像蝴蝶一样被折叠进Ariane 5火箭里面然后按计划将其送入轨道。

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詹姆斯·韦伯望远镜这是人类迄今为止开发的最大、最复杂的太空望远镜,当它的巨大遮光罩打开时,测量范围能超过66英尺x46英尺。NASA在2019年8月完成了组装工作,从那以后就一直在对镜面和科学仪器进行测试。

韦伯实际上由两个主要部分组成:一个是望远镜本身,它是一个可以指向遥远星系的锥形装置;它的光学望远镜元件由18个52英寸的六角形镜片组成,每个镜片由铍制成并被镀上金。它们合在一起之后形成一个直径21英尺的镜面,这要比哈勃太空望远镜大得多。

然而要让它正确地观察红外光谱,它需要保持凉爽。这就是第二部分的作用,巨大的遮阳板将帮助它保持在华氏零下370度。遮阳板五层结构的每层都像人的头发一样薄,由聚酰胺薄膜和铝硅涂层制成。

这个望远镜的遮阳板若想要挤进Ariane 5火箭总共需要折叠12次。这将能把韦伯望远镜缩小到适合15英尺x53英尺的负载整流罩的大小,就像蛹里的飞蛾那样。

接下来,如果望远镜能够折叠成功,那么NASA、ESA以及加拿大航天局的工程师将展开最后的声学和振动测试。如果这一切也都能成功,那么它将在十个月后被送往法属圭亚那进行发射前的最后一次部署。

2022-06-10

2022-06-10