NASA报告称5月撞击韦伯望远镜的微流星体可能造成了超出预计的损伤

NASA透露,这个总耗资高达100亿美元的红外线太空望远镜的主镜在受到微陨石的撞击后,出现了永久性的改变。不过,这并不会影响韦伯望远镜的拍摄能力,未来它仍将为我们提供更多高清晰度的深宇宙图像,揭示SMACS0723星团等遥远星系群的奥秘。

对韦伯望远镜试运行阶段的分析显示,在1月至6月之间,有6颗微陨石撞击了望远镜的主镜,其中5颗造成的损害可以忽略不计。然而,在5月中旬,主镜上标记为C3的镜面受到了撞击,给望远镜留下了需要进行全面校正的损伤。

试运行阶段中,5次微流星体撞击损伤的波前误差均小于1纳米的均方根值。通过这种技术方法,研究人员可以描述韦伯望远镜收集的星光发生了多大程度的扭曲。韦伯望远镜最精密的部分便是其主镜,由18个六边形镀金镜面组成,每一个都可以单独进行精细调整。因此,大多数由微流星体撞击造成的失真都可以得到纠正。

然而,韦伯望远镜团队通过对C3镜面的误差校正后发现,第6颗微流星体的撞击使得该镜面的波前误差从56纳米提高到178纳米。不过,C3镜面的损伤仍然可以得到补偿,并不会影响主镜的整体分辨率。

“在2022年5月22日至24日期间,微流星体撞击了C3镜面,造成了该镜面整体数据出现了不可纠正的显著变化,”该报告补充道,“然而,在整个望远镜层面上,这种变化很小,因为只有一小部分主镜区域受到了影响。”

韦伯望远镜的主镜口径达到6.5米,聚光面积达到25.4平方米,当暴露在太空中时,微流星体的撞击是一个不容忽视的问题。专家预计,由于韦伯望远镜的轨道距离地球约150万公里,位于所谓的第二拉格朗日点(L2)上,因此每个月大约只会遭遇到一次有潜在危险的微流星体撞击。

“目前还不清楚2022年5月C3镜面的微流星体撞击是一个罕见事件(被高动能微流星体撞击的事件在统计上可能几年才发生一次),”报告中写道,“还是说韦伯望远镜比发射前模型预测的更容易受到微流星体的损伤。”

这组宝贵的图像使全世界天文学家和天文爱好者漫长的等待和焦虑告一段落。它们的效果超出了之前的想象,展示了一些以前从未见过的,还需要天文学家进一步解释的东西。强大的红外线探测能力,意味着韦伯望远镜可以“看到”宇宙大爆炸发生后1亿到2亿年时的样子,拍摄到135亿年前宇宙中第一批恒星发光的图像。随着韦伯望远镜继续对宇宙中最早的星系展开探索,研究人员将很快开始了解更多关于星系质量、年龄、历史和组成的信息。

有关微流星体撞击对韦伯望远镜影响的报告发表在学术论文预印本网站arxiv.org上。

詹姆斯·韦伯望远镜上的主要仪器

近红外相机(NIRCam):一种红外成像仪,其光谱覆盖范围从可见光边缘(0.6微米)至近红外光(5微米),有10个传感器,每个4M像素;该仪器还将作为韦伯望远镜的波前传感器,这是波前传感和控制活动所必需的。

近红外光谱仪(NIRSpec):将在与近红外相机相同的波长范围内进行光谱分析,由欧洲空间局的欧洲空间研究与技术中心建造。

中红外成像-光谱仪(MIRI):由一个中红外相机和一个光谱仪组成,测量范围是5到27微米的中-长红外波长。该仪器的工作温度不能超过6开尔文(–267.15℃),因此在其工作环境防护层较温暖的一侧(向阳侧)加装了一个氦气制冷装置,以维持其工作所需的低温。

精细制导传感器/近红外成像仪和无缝隙光谱仪(FGS/NIRISS):用于在科学观测期间使望远镜的视线保持稳定。

詹姆斯·韦伯望远镜简介

哈勃望远镜于1990年4月24日由发现号航天飞机从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空,以大约每小时27300公里的速度在距地面约550公里的近地轨道上绕地球运行。

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