韦伯望远镜发现了6个不应存在的星系(世界三大顶级望远镜)
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你不知道的韦伯望远镜:看到138亿年前的星系,原来黑科技在这
2021年12月25日,在巨大的轰鸣声中,一台价值上百亿美元的机器带着全人类的希望飞上了天。自原定于2007年发射至今,它整整延迟了近十五年才成功发射,也因此获得了鸽王之称。尽管如此,科学家仍认为它将改变我们对宇宙的认知。它就是人类的火眼金睛:詹姆斯.韦伯太空望远镜。
从险些放弃项目到如今探索宇宙的最强武器,韦伯望远镜能看到宇宙大爆炸之初的景象吗?为什么那么多科学家都认为它极有可能发现外星生命呢?这里是宇宙一号探索者,带你了解不为人知的詹姆斯.韦伯太空望远镜。
太空望远镜虽然能够看到百亿光年之外的景象,但它的寿命也非常短暂。于是在哈勃望远镜升空六年后,美国宇航局再次建立一个精密的新式太空望远镜项目,为了纪念宇航局第二任局长詹姆斯韦伯在阿波罗计划中的突出贡献,最终决定该项目以詹姆斯韦伯命名。从诞生之日,詹姆斯韦伯望远镜就被给予了厚望。它将作为哈伯的继任者,看到138亿年前宇宙大爆炸之初的情形。
要想看得足够远,望远镜的镜片就必须足够大。最初主早渗镜面的设计直径是四米,但时任项目首席科学家的丹尼尔.戈丁认为还是太小了,于是将镜面直径提到了八米。理想固然美好,现实却遭到了预算不足的问题,不得已之下最终八米的主镜片缩小到了6.5米,这也是能够看到宇宙大爆炸第一缕光线的最低要求了。即便如此,韦伯望远镜的主镜面直径依然达到了哈勃望远镜的三倍,依然可以秒杀掉哈勃。
詹姆斯韦伯望远镜最终要升上太空,就要被装在阿丽亚娜五型火箭的运输舱中,但6.5米的镜片超过了货舱的尺寸限制。所以科研人员决定把镜片加工成十八片一模一样的六边形,放入货舱时折叠,到了太空中再展开。这就对镜片材料提出了很高的要求,因为韦伯望远镜的工作温度环境是零下220摄氏度,这就要求材料的抗弯度极高,并且材料还不能吸收望远镜发出的热量,所以它必须热导率高,最后为了尽可能的轻盈,它还要密度低。
如此苛刻的条件下,还是有胜任者脱颖而出,它就是碱土金属铍。这是军工行业特别重要的金属,洲际导弹的导航设备核心原料就是它。但铍需要更多时间的抛光,因为在切割过程中,金属表面会有向上弯的趋势。镜片如此精密的部件不允许有任何的瑕疵,所以必须通过酸腐蚀或者用锋利工具小心翼翼地去除会导致弯曲的金属层。
并且在零下220摄氏度的环境中,即便是铍也会有极其细微的变形.工程师还要额外抛光,来抵消在太空中会发生的变形。最终抛光的精度达到了不超过十纳米,十纳米是什么概念?它只相当于几十个原子摆在一起的宽度。精度达到了哈勃望远镜的三倍。
镜片的问题解决了,但紧接着工程师们还要面临如何让陆芹脊望远镜保持低温的难题。在宇宙中,只要物质的温度高于绝对零度,它就会散发红外线。而来自遥远星系的红外光就已经十分微弱了,在镜片本身发出的红外光下,很可能会难以观测深空中的光。这就像在十分明亮的灯光下,我们看不见萤火虫的光亮。
为此,工程师们特别为韦伯设计了遮阳板,它由五层薄膜组成,长22米,宽12米,面积相当于一个网球场大小。但即便这么大,它最厚的地方也才50微米。遮阳板把韦伯望远镜分成了两部分,一部分面朝太阳,这里有太阳能电池板,能够吸收太阳的光热来供电,经过遮光罩的反射,最高温度可以达到85度。另一侧则背对太阳,这首简侧的遮光罩可以把辐射温度降低300摄氏度以上,来保证探测的镜片能够达到绝对零度。
除过对望远镜本身下功夫以外,它还被舍近求远地放到了距离地球150公里以外的拉格朗第二日点。一方面为了保持低温,在这里韦伯可以永远地处于地球的阴影中。另一方面它可以不受地球和太阳的热源干扰,也就是说它是目前我们力所能及的最佳观测点。并且在地球和太阳引力的共同作用下,詹姆斯韦伯望远镜可以处在一个相对稳定的轨道,能够节省大量燃料。
自1996年至发射之日,詹姆斯韦伯望远镜共计投入了近98.7亿美元。巨大的投入和漫长的等待,最终换来了人类有史以来的最强之眼。众多黑科技之下,它将带我们看到宇宙中的第一束光,甚至有望直接观测到外星人。不久之后韦伯望远镜就会“睁开双眼”,你认为它最先看到的会是什么呢?
哈勃望远镜发现双重类星体,它们处于合并星系当中!真的吗
哈勃太空望远镜在回顾100亿年前的宇宙时,发现彼此非常接近的类星体。
类星体是类似恒星天体的简称,是人类能观测到最遥远的天体,具有极高的亮度,绝对亮度可达太阳亮度的10万亿倍。类星体一般处于星系当中,发出的轿桥光可以照亮整个星系,但是由于距离太远,我们无法看到星系,哈勃望远镜也是如此,下图是画家构想的两个彼此接近的类星体。
类星体由一个超大质量黑洞提供动力,在快速吸取周围的物质时,释放出巨大的能量,在大约1000个类星体当中,我们才能发现一个双重类星体,所以双重类星体非常罕见,就如双黄蛋一样罕见。

左侧图像是J0749+ 2255,拍摄于2020年1月5日;右侧图像是J0841+ 4825,拍摄于2019年11月30日;两张图像均由哈勃望远镜的广角相机3在可见光下拍摄得到,我们可以看到四个类星体清晰可见,但是它们周围的星系无法看到,其中最接近的两个类星体,距离仅1万光年,这是人类目前发现相距最近的类星体。
研究人员称,伍帆禅当两个彼此接近的星系腔尘在引力作用下发生合并时,它们的相互作用将大量物质吸入黑洞当中,点燃了星系中央的类星体。
在100亿年前,宇宙中的星系非常活跃,彼此之间经常发生合并,于是在这段时间内应该产生了许多双重类星体,双重类星体最终也将发生合并,形成更大的超级黑洞。
由于光速是信息传播的极限速度,所以人类观测到100亿光年外的天体,其实是看到了该天体100亿年前的样子。由于距离太远,科学家要找到这些天体并不容易,绝大部分天体已经暗得不可见,哈勃望远镜虽然可以看到100亿光年外的类星体,但其分辨率还是无法看清类星体的细节。
类星体的亮度还会在几天到几个月的时间范围内发生随机波动,科学家猜测这些亮度变化很可能是黑洞吸取周围物质导致的,目前关于类型的还存在很多谜团,或许等到詹姆斯·韦伯太空望远镜升空后,能给我们揭开其中的奥秘。
哈勃望远镜在宇宙中发现了多少星系
宇宙中有几个星系?
这个长期困扰天文学界的问题,在1995年开始被哈勃望远镜逐步解决。
1995年12月18日到28日,哈勃将镜头对准大熊座方向一小片天区,拍摄了342张独立曝光影像,最后合成了哈勃第一张深空照片,“哈勃北部深空”
在这张改变天文学的照片上,有3000多个亮点,它们不是星星,而是和银河系一样,拥有数千亿颗恒星的星系,而这3000多个星系,仅仅占到了全天区面积的2400万分之一。
在哈勃深场照片出现之前,天文学家们预估的宇宙星系总量在千万级别,但哈勃深场表明,可观测宇宙内至少拥有1000亿个星系。
而这些百亿光年外的星系们,有的甚至还没来得及大规模生成恒星,毫无疑问,这张照片向人类展示了一个极其年轻的宇宙,正如大众媒体报道的那样,“哈勃看到了大爆炸”。
在第一张哈勃深空带给人类的震撼,逐渐平息后,1996年,哈勃望远镜生成了第二张深空照片,“哈勃南部深空”
同样的星系分布密度,同样的星系构成,甚至是同样的星系亮度,这张新的深空照片,与一年前第一张深空照片有着极高的相似度,这种高相似度意味着,我们的宇宙星系分布十汪亏分均匀,所以哈勃望远镜不论朝哪个方向拍,最后获得的图像都大同小异。
现代宇宙学中的“各向同性”原理,被哈勃的这两张深空照片,演绎的淋漓尽致。
2003年到2004年,通过对天炉座方向长达113天的累计曝光,哈勃望远镜合成了“超级深空场”,和最初的哈勃深场不同,这次的超级深空场照片,原始天区大小,达到了全天区的1270万分之一,其内拥有大约10000个星系,且部分星系远在130亿光年之外。
2012年,通过对超级深空的进一步处理,人类得到迄今为止“信息量”最大的“哈勃极深空”,其内最远的星系,距离地球135.5亿光年,
也就是说我们现困陪神在看到的,基本上就是宇宙大爆炸后,形成的第一批星系。
根据大爆炸理论,宇宙诞生38万年后,光子才得以在宇宙中自由穿梭,而哈勃作为一架光学望远镜,是看不到那38万年间的景象的,想要真正了解宇宙大爆炸之初发生了什么,只能靠原初引力波。
通过整理现有数据,目前的天文学界在可观测宇宙内发现了超过7万亿个星系,而可观测宇宙之外的星系数量,很可能数十倍于可乱梁观测宇宙内的星系数量。
韦布望远镜或发现宇宙最古老星系,这对星系的研究有哪些帮助
能够提升照片的清晰度、便于发现更加广阔的星系、做橘尘揭示了每个星系的分子纯禅性质、展现跟其他星系的区别、精确测量它们的伍中大小和引力等帮助。
哈勃望远镜三十年的发现告诉你,我们宇宙到底有多少个星系
哈勃望远镜已经在太空中游走将近30年的时间了。在这30年间,它拍摄了很多宇宙太空中的美丽图片。我研究这些拍摄的图片,我们可以知道宇宙中少包含千亿以上的星系,甚至还有可能达到1万亿个星系。
一、哈勃望远镜简述哈勃望远镜与普通的天文望远镜有所不同,它是一种空间望远镜。这种望远镜这些是由美国的艾德温哈勃研究出来的,所以这个望远镜的命名也是以他的名字命名。在1990年4月24的时候这种空间望远镜就已经发射到宇宙太空中,目前为止,哈勃望远镜已经在太空中游走将近30年了。它在太空中的主要任务是拍摄太空中的星系照片。地球上的科学家正是根据它拍摄回来的星系照片对宇宙太空中的星系进行研究。
二、观做衫测结果科学家研究哈勃望远镜在1995年12月18日-12月28日拍摄了大熊座内的星空照片发现每一个星系里面都包含了百亿或者万亿以上的恒星。同时估测出这些星系与地球的距离大约有一百多亿光年。哈勃望远镜在2003年9月3日至磨穗2004年1月16日拍摄了很多天炉座星空的照片。这一次拍摄回来的照片,让科学家们了解到了深空中天炉座中存在的星系。根据哈勃望远镜拍摄回来的照片,科学家们估测在天炉座中的星系与地球距离大约有130亿光年。天炉座中的星系与地球最远的距离可达到132亿光年。
三、综述哈勃纯游腔望远镜已经在宇宙太空中已经游走了将近30年。在这30年间,它通过拍摄一系列的照片让地球上的人类能够充分的了解宇宙太空中的星系。同时也让地球人大概了解宇宙太空中的星系数。
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