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超级太空望远镜
探外星生命踪迹

广域红外巡天望远镜效果图
建造中的詹姆斯·韦伯太空望远镜
欧几里得望远镜效果图
超大望远镜

  科技前沿

  备受期待的詹姆斯·韦伯太空望远镜将于2021年投入使用,届时它将开始扫描遥远星球的大气层,寻找外星生命的线索,其他一些新望远镜也将最早在2022年对太空进行前所未有的观测。

  这些即将投入使用的望远镜将依靠下一代技术来回答科学家们关于暗物质、宇宙膨胀和外星生命的一些重大问题,其中一些望远镜将提供比当今最强大的天空观测工具多100倍的信息。

  文/广州日报全媒体记者温俊华编译

  广域红外巡天望远镜

  为了弥补哈勃望远镜的不足,NASA正在建造广域红外巡天望远镜并计划在21世纪20年代中期将其发射到地球轨道。广域红外巡天望远镜的计划使用寿命为5年,期间将测量10亿个星系的光,并对银河系内部进行调查,希望能发现大约2600颗新行星。

  探测暗物质的奥秘

  广域红外巡天望远镜的视野将比哈勃大100倍,其每张照片的价值相当于100张哈勃望远镜图像的价值。这一广度将帮助科学家们探索宇宙是由什么组成以及它是如何运作的——它将探测暗物质的奥秘。没人知道暗物质是什么,因为它不与光相互作用,人类看不见它。

  广域红外巡天望远镜将通过测量暗物质及其对应物,一种叫做暗能量的未知力量的影响来解答这个问题。整个宇宙由27%的暗物质和68%的暗能量组成,目前科学家能用科学仪器看到和观察到的一切不到5%。暗物质的引力将整个宇宙维系在一起,而暗能量则将一切推开,暗能量占了上风,这就是宇宙膨胀的原因。广域红外巡天望远镜将试图通过测量宇宙随时间的膨胀来绘制暗物质和能量的神秘运作图。

  詹姆斯·韦伯太空望远镜

  NASA正在建造詹姆斯·韦伯太空望远镜,以窥探宇宙的历史。它将研究第一批恒星和星系如何形成、行星如何诞生以及宇宙中可能存在生命的地方。

  探测大爆炸的第一次辉光

  据报道,詹姆斯·韦伯太空望远镜已经完全组装好,目前正在诺斯罗普·格鲁曼公司位于加利福尼亚州的设施中进行测试,预计在2021年3月30日发射进地球轨道。

  一个6.4米宽的铍镜将帮助詹姆斯·韦伯太空望远镜详细地观察遥远的星系并捕捉到太阳系中极其微弱的信号。它向太空看得越远,望远镜回望的时间就越多,因此它甚至可以探测到大爆炸的第一次辉光,还将详细观测人们从未见过的遥远的年轻星系。

  提供超大质量黑洞的图像

  得益于新的红外技术,该望远镜可以提供前所未有的银河系中心超大质量黑洞的图像,上述成像将帮助回答关于星系及其黑洞是如何形成的问题。黑洞会先出现,然后在它周围形成恒星吗?恒星聚集并碰撞形成黑洞吗?这些都是科学家想要回答的问题。

  探寻系外行星生命迹象

  詹姆斯·韦伯太空望远镜还将在比地球大的系外行星(太阳系外的行星)的大气层中寻找外星生命的迹象。通过测量通过行星大气的恒星光的强度,望远镜可以计算出行星大气的组成。科学家们已经发现了4000多颗系外行星,但到目前为止,他们还不能研究这些行星的大部分大气,以寻找生命的迹象。

  这些大气被称为行星的“生物签名”,例如,如果一颗系外行星的大气中同时含有甲烷和二氧化碳,那么就有可能存在生命——在没有一氧化碳的情况下,同时存在二氧化碳和甲烷更能说明问题,因为二氧化碳和甲烷通常会相互反应产生新的化合物,如果它们是分开存在的,那就可能是有东西在不断地产生这两种气体,就科学家目前所知,只有生命形式可以释放那么多的甲烷而不释放出一氧化碳。

  詹姆斯·韦伯太空望远镜将寻找这样的迹象。

  欧几里得望远镜

  欧洲航天局正在设计欧几里得望远镜并计划于2022年将其发射到地球轨道。欧几里得将深入太空,观察远古的光,并研究宇宙在过去100亿年里是如何进化的。

  欧几里得望远镜和广域红外巡天望远镜都将试图解决宇宙学中一个日益激烈的争论:宇宙膨胀的速度有多快?现代的测量结果与科学家基于历史观测数据的预测相矛盾。这种不匹配表明,标准的宇宙模型中缺少了一些重要的东西,但没人知道这是什么。

  大型巡天望远镜和超大望远镜

  美国牵头在智利山区建造的大型巡天望远镜计划于2022年完成,它将用10年时间扫描整个天空并测量宇宙的膨胀,该望远镜还将绘制潜在危险小行星的运动轨迹。

  同样建造在智利的超大望远镜将在那些由岩石构成的“超级地球”的大气层中寻找生物特征。这座高39米的望远镜将于2025年建成,届时它将成为世界上最大的光学望远镜。超大望远镜还将测量宇宙的膨胀以及它是如何随着时间而加速的。

 
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