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詹姆斯•韦伯望远镜的“第一张”照片公布! 去年圣诞节发射升空的詹姆斯·韦伯望远镜已经“正式发布”了“第一张照片”,目标是银河系中的恒星2MASS J17554042+6551277,而背景星系则是上千个宇宙深处的遥远星系! 詹姆斯·韦伯的“第一张照片”为何要以一颗恒星为目标?这颗恒星究竟有什么特殊之处? 2MASS J17554042+6551277究竟是何方神圣?原来它是北天区天龙座天区一颗非常普通的恒星,又名为TYC 4212-1079-1。 这颗恒星距离地球约2000光年,亮度约为太阳的16倍,但这在星图上什么都看不到,因为距离实在是太遥远了,但这颗恒星依然在银河系内,韦伯望远镜为何要选择这颗恒星作为“首选目标”呢? 原因很简单:对焦! 望远镜的对焦大家都很清楚,就是调节焦距远近以达到图像最清晰,但这工程意义上的对焦就不一样了,因为还有对光路,这个可是一个三维空间中的问题,不像调焦只有距离远近,而詹姆斯韦伯望远镜的对焦一定能让你疯掉,因为这台望远镜的光学结构之复杂令人咋舌。 首先是一个“拼接”版的主镜,采用这种结构原因有两个,一是用小主镜拼接一个超大口径的主镜,另一个则是轻量化。 6.5米口径的轻量化主镜是用铍金属制造的,并且在表面镀上了一层黄金,18面主镜的镀金足足消耗了48.25克黄金,估计各位都能根据这个重量计算出镀层厚度了,为什么要用黄金?下文会继续介绍,绝不是为了土豪金亮瞎外星人。 另一个则是其光路,超大口径完成超长焦距,并在光路中加入修正镜调整图像的畸变,这种光路被称为Three-mirror anastigmat”(三镜象散镜),这是是一种由三个曲面镜构成的象散镜望远镜,其特点是能最大限度地减少所有三种主要光学像差—球面像差、彗差和像散。 球差:球面像差是发生在经过透镜折射或面镜反射的光线,接近中心与靠近边缘的光线不能将影像聚集在一个点上的现象; 彗差:类似彗星形状的变形,为光学系统中的一种像差,这是一些透镜固有的或是光学设计造成的缺点,导致离开光轴的点光源,例如恒星,产生变形; 像散:一种因为大倾角的窄光束所带来的的单色像差,两个相互垂直的平面中传播的光线聚焦在不同的焦点,会观察到两个焦点之间所产生的影像会变得模糊; 因此在调整光路时不仅要将18面主镜完美的调整到一个双曲面行,还有将其光线精准的汇聚到第一副镜,然再将光线反射至下面反射镜,再经过数次反射最终汇聚至CCD。 2022年2月2日,詹姆斯韦伯望远镜对准了大熊座恒星HD 84406以及周围156个不同位置,使用NIRCam的10个探测器生成了1,560张图像,总计54GB的数据,整个过程持续25小时,用于调整主镜是否处在同一个双曲面上。 各个反射镜对应的恒星,这表示镜面精度初步调整成功,接下来就是更进一步的调整,而在3月16日NASA发布的这颗2MASS J17554042+6551277的照片后宣布,詹姆斯韦伯太空望远镜的主镜完全对齐,性能甚至比设计的还要好。 NASA达德太空飞行中心的韦伯运营项目科学家简·里格比在新闻发布会上说: “我们今天看到的工程图像与哈勃 太空望远镜拍摄的图像一样清晰锐利,但处于哈勃完全不可见的波长范围,所以这使得不可见的宇宙迅速进入我们的视线”。 非常期待詹姆斯·韦伯望远镜接下来的真正的「首光」深空照!!
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