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詹姆斯韦伯望远镜首批照片,把1颗恒星拍成18颗,出故障了吗?

詹姆斯韦伯望远镜的第一张图片就把一颗恒星拍成了18颗?

这是要重蹈哈勃望远镜的覆辙吗?

詹姆斯・韦伯望远镜(JWST)是哈勃望远镜的接班人,由美国航空航天局(NASA)、欧洲航天局((ESA)以及加拿大航空航天局(CSA)共同研发,从招标到发射升空一共用了25年的时间,研发费更是近100亿美元。

2021年12月25日,詹姆斯・韦伯望远镜成功发射升空,此时使用的是欧航局的阿丽亚娜5型火箭;2022年1月30日,詹姆斯・韦伯望远镜顺利抵达了预定轨道,距离地球约160万公里,此时它开始工作。2022年2月12日,美国航空航天局公布了詹姆斯・韦伯望远镜拍摄的第一批图像。

这批图像出现了两个很奇怪的问题:

图像稍显模糊,与詹姆斯・韦伯望远镜强大的拍摄能力不匹配,这很可能是因为望远镜还处于调试阶段,估计后续会好一些;

詹姆斯・韦伯望远镜拍摄的一张图像当中出现了18个亮点,这其实拍的是一颗编号为“HD 84406”的恒星。也就是说,詹姆斯・韦伯望远镜把一颗恒星一下子拍成了18颗

相信你看到这里肯定会纳闷,这才刚发射升空的望远镜,咋首批图像就出了毛病?

其实首批图像出现问题并不罕见,1990年4月24日,詹姆斯・韦伯望远镜的前辈哈勃望远镜是成功发射的。1990年5月,哈勃望远镜的第一批图像发回到地球指挥中心之后,科学家们都震惊了,图像非常模糊,出现了虚象。

于是,工程师们花费了数周的时间来反复检查哈勃望远镜结果发现,哈勃望远镜的主镜面边缘在制造过程中,多打磨了2200纳米,这使得主镜面边缘反射光无法精确聚焦,从而导致了图像模糊。通俗点说就是,哈勃望远镜成了一个“近视眼”。

所以,如果要解决这个难题,就得给哈勃望远镜配一副“眼镜”。又花费了近3年的时间,美国航空航天局才准备妥当,让航天员前往哈勃望远镜给它进行修复,这才使得哈勃望远镜能够正常对焦。

那么问题来了,詹姆斯・韦伯望远镜是不是重蹈哈勃望远镜的覆辙?如果是,那有没有办法修理呢?

詹姆斯・韦伯望远镜

哈勃望远镜距离地球的平均距离大概是600公里左右,如果坏了,还能安排航天员前去修复。不过,詹姆斯・韦伯望远镜就不行了,它距离地球大概160万公里,要知道月球和地球之间的平均距离也就38万公里,相当于是地月距离的4倍。现在航天员去到过最远的地方还是月球,而且是在上世纪60-70年代的事情。“160万公里”对现在的航天科技而言,要安排航天员过去很困难,回来就更难了。

因此,按照现阶段的情况来看,如果詹姆斯・韦伯望远镜坏了,那就只能坏了,没办法修复。

不过,好在这次的问题并不是坏了,而是与詹姆斯・韦伯望远镜的结构有关。

詹姆斯・韦伯望远镜的镜面系统包括了主镜、次镜以及三镜。其中,主镜的结构非常复杂,直径达到了6.5米,被分割成了18块独立的六角形镜片。因此,对于詹姆斯・韦伯望远镜的光学系统来说,初期的最大问题就在于:如何将这18块独立六角形镜面的光汇聚到同一个点上?

如果能做到这一点,那主镜才可以真正发挥作用。在拍摄编号为“HD 84406”的恒星时,18块六角形镜面的光路还是分散的状态,并没有汇聚到一起。因此,得到的图像就是18个光点,其实这分别代表着18块六角形镜面拍摄“HD 84406”恒星的模样。因此,出现这种情况,是因为詹姆斯・韦伯望远镜还没有调试好。

研究团队之后会根据这18个光点,来调整这8块独立六角形镜面,使得它们的光可以汇聚到一个点进行成像。

不仅如此,这次研究人员选择了“HD 84406”恒星,这是因为这颗恒星的亮度正合适,有利于帮助詹姆斯・韦伯望远镜来进行调试。

也就是说,拍到18个光点对于研究人员来说并不是什么坏事,而是好事,这正是他们所需要的。相反,如果拍到的不是18个光点,少几个,或者只有一颗,那才是真的灾难!