小竞 (编辑)
如果您今天和我们在一起，您需要对主标题有一个具体的答案。问詹姆斯·韦伯太空望远镜可以看到多远，然后得到“非常远”这个答案是不太酷的。当然，它可以看得非常远，否则，世界就不会对它如此激动了。但它究竟能看多远？和它的前任——哈勃太空望远镜相比，它又如何？让我们一起来找出答案，好吗？
詹姆斯·韦伯望远镜与其前任相比
在过去的三十年左右，nasa和其他国际太空机构发射了几个望远镜进入太空。jwst的前任是著名的哈勃太空望远镜和斯皮策太空望远镜。它们的目的一直是观察宇宙中能收集到的信息。当然，一直以来的想法是始终利用这些数据来判断我们是否独自存在于宇宙中。
斯皮策太空望远镜于2003年8月25日从佛罗里达州卡纳维拉尔角发射升空，已经在轨道上运行了16年多。随着新技术的引入，它已经被停用，因此我们的比较将重点放在仍在轨道上的望远镜上。
下面是它们之间的深入比较。
| 詹姆斯·韦伯太空望远镜 | 哈勃太空望远镜 | |
|---|---|---|
| 发射地点和日期 | 法属圭亚那的圭亚那航天中心，2021年12月25日 | 美国佛罗里达州肯尼迪航天中心，1990年4月24日 |
| 任务持续时间 | 1年3个月4天（进行中） | 32年11个月5天（进行中） |
| 发射重量 | 6,500千克（14,300磅） | 11,110千克（24,490磅） |
| 尺寸 | 20.197米 x 14.162米（66.26英尺 x 46.46英尺） | 13.2米 x 4.2米（43英尺 x 14英尺） |
| 功率 | 2千瓦 | 2,800瓦特 |
| 参考/轨道 | 太阳-地球l2轨道；halo轨道 | 地心轨道；低地球轨道 |
| 直径/焦距 | 6.5米（21英尺）；131.4米（431英尺） | 2.4米（7英尺10英寸）；57.6米（189英尺） |
| 收集面积 | 25.4平方米（273平方英尺） | 4.0平方米（43平方英尺） |
| 波长 | 0.6-28.3微米（橙色到中红外线） | 近红外线、可见光、紫外线 |
| 仪器 | 精细导引传感器、近红外成像和无缝光谱仪、中红外仪器、近红外相机、近红外光谱仪 | 近红外相机、多目标光谱仪、高级相机、宽视场相机3、宇宙起源和太空望远镜成像光谱仪、精细导引传感器 |
詹姆斯·韦伯太空望远镜能看到什么？
在我们透露詹姆斯·韦伯太空望远镜能看多远之前，了解它能看到什么是至关重要的。这是这一成就的核心，所以它很重要。
光的类型
nasa、esa和csa为近红外天文学建造了詹姆斯·韦伯太空望远镜。它可以“看到”橙色、红色和红外线光。有趣的是，它可以从0.6红光焦距到28.3微米的红外线焦距。像碎片盘和行星这样的物体在红外线中更容易看到，所以这个望远镜可以更好地看到它们。
正是因为这种红外线捕捉技术，它可以探测到比哈勃太空望远镜古老数十亿年的物体。通过jwst，我们可以看到远距离和早期物体，它们的可见发射光转换为红外线。例如，尘埃云更容易观测，因为红外线光通过速度快，但可见光不行。下面所示的星系团smacs 0723的图像是由詹姆斯·韦伯的近红外相机（nircam）拍摄的。它是由不同红外波长的超过12小时图像组合而成的合成图像。这幅图像展示了46亿年前的星系团的样子。
近红外图像显示了smacs 0723中成千上万个星系，离我们有46亿光年。
©nasa, esa, csa, stsci – 许可证
镜片
是的。这是技术名称，不要笑。镜片是一个至关重要的工具，而且越大越好。让我们来看看。
詹姆斯·韦伯太空望远镜有一个21.3英尺（6.5米）的主镜。这个镀金的铍镜片由18个六角形分段组成，而不是一个大的、单一的镜片。每个六角形部分直径约为4.3英尺（1.32米），重约46磅（21千克）。科学家们将镜片涂上金属，因为金属更好地反射红外线，使镜片对红外波长敏感。
精确的执行器将18个镜片（以及次级镜片）定位到正确的位置。执行器是指定的镜片“移动器”。它是一个移动和控制整个天文台的机器的一部分。每个六角形主镜片都有自己的执行器来改变其曲率。所有这些都使18个镜片分段融入一个巨大的功能镜片，将光线反射到传感器和测量设备中。
遮阳罩
还记得你的父母总是嘱咐你戴帽子，因为阳光对皮肤的伤害有多强吗？科学家们为詹姆斯·韦伯太空望远镜增加了一层遮阳罩，以防止镜片受到光和热的损害，原因基本相同。
这个风筝形状的遮阳罩（大小相当于一个网球场）使詹姆斯·韦伯太空望远镜的仪器可以降温至50开尔文以下（-370°f/-223°c），从而使它们能够正常工作。如果过热，整个设备都会被浪费。
仪器
詹姆斯·韦伯太空望远镜配备了集成科学仪器模块（isim），以尽可能多地观测和收集数据和图像。这个东西基本上是每个科学家的梦想：想想看，它就像一个自动运行的篮球场大小的实验室，位于太空中。
它还提供电流、计算资源和冷却能力。此外，它还拥有四个主要的仪器，用于观测红外波长，因此它是一个全方位的令人难以置信的成就。
詹姆斯·韦伯望远镜到目前为止接收到了什么？
2022年7月12日的电视直播中，美国总统乔·拜登向公众展示了詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄的第一批图像。图像显示了一个充满星星和其他元素的景观，恰好是卡琳娜星云内名为ngc 3324的一个星际形成区域的边缘。要查看这些及其他詹姆斯·韦伯的图像，请查看我们的文章。
如果现在还不明显，这是一件大事。这个星云离我们非常非常非常远，而且捕捉到的质量令人惊叹。此后，我们收到了数百幅关于星系、星云、恒星、系外行星甚至我们自己的太阳系的图像和数据。在nasa、esa（欧洲航天局）和csa（加拿大航天局）的科学家们研究和检查这些数据之后，他们将其上传到nasa的官方网站。
2024年4月，科学家们在《自然》杂志上发表了一篇论文，指出他们发现了有史以来探测到的四个最古老的星系。其中最远的一颗被称为jades-gs-z13-0。科学家估计，他们所看到的光仅仅是大爆炸后的320万年。因此，jades-gs-z13-0的光来自于超过130亿年前。（在2022年，哈勃望远镜也打破了一个记录，发现了名为earendel的恒星，其光需要129亿光年才能到达地球。）
这究竟意味着什么？尽管jades-gs-z13-0的光来自于130亿年前，但这个星系现在实际上距离地球超过330亿光年。这是由于光在传播过程中宇宙的持续膨胀。因此，当我们看到那些光来自宇宙起源附近时，科学家必须计算巨大的距离来确定这个星系相对于地球的当前位置。
jwst所见到的四个最古老的星系。最古老的jades-gs-z13-0位于顶部方框中。©nasa, esa, csa, m. zamani (esa/webb), leah hustak (stsci), brant robertson (uc santa cruz), s. tacchella (cambridge), e. curtis-lake (uoh), s. carniani (scuola normale superiore), jades collaboration – 许可证
结论：詹姆斯·韦伯太空望远镜能看多远？
非常遥远。
开玩笑的，詹姆斯·韦伯太空望远镜可以看到至少130亿光年以前的光，位于距离地球超过330亿光年的星系中。是的，你没看错。光需要时间才能到达我们，所以当我们观察宇宙最遥远的地区时，我们正在看着数十亿年前的事物。有了jwst，我们可以看到大爆炸后仅仅几亿年的宇宙样貌，并且我们将能够观测到最早形成的星系和恒星。
詹姆斯·韦伯太空望远镜还可以捕捉到距离地球数十亿光年的图像。欧洲航天局已经收到了位于大力士座的leda 2046648的图像，它的形状类似于我们的银河系，包含数千个星系，数万亿颗恒星和众多行星。这多酷啊！
所以，就是这样。你可以自信地回答詹姆斯·韦伯太空望远镜能够看到数十亿光年以外的事物，而且还能看到过去的光。准备好在晚餐时再次提到jwst了。
