詹姆斯·韦伯空间望远镜

詹姆斯·韦伯空间望远镜（James Webb Space Telescope，简称为JWST），由 美国航空航天局 、 欧洲航天局 和 加拿大 国家航天局联合研发，于1996年启动，2021年12月完成发射，是 哈勃空间望远镜 的继任者。

科学家们为克服大气的干扰，将望远镜安置在 地球轨道 上，最早部署的是 哈勃空间望远镜 。 后由新一代 太空望远镜 ---詹姆斯·韦伯空间望远镜接替它的工作，韦伯望远镜项目启动于1996年， 2010年4月，詹姆斯·韦伯空间望远镜通过了关键任务设计审查。2011年，韦伯望远镜项目进入最终设计和制造阶段。2016年11月，詹姆斯·韦伯空间望远镜完成最终建造工作。2021年5月，其完成了所有试验工作，并被封闭起来。2021年10月，其抵达 null 的 null 。 2021年12月25日7时20分（美东时间），在发射延迟数年后， 詹姆斯·韦伯 空间望远镜从 null 成功发射升空；2022年1月24日顺利进入围绕日地系统第二 拉格朗日点 的运行轨道。

詹姆斯·韦伯 空间望远镜总耗资约 100 亿美元，比哈勃望远镜大六倍，设计能观测到 135 亿年前的 宇宙 。 詹姆斯·韦伯空间望远镜主要由三个部件组成：光学望远镜（OTE）、太空舱组件以及综合科学工具指令舱（ISIM）。 2022年7月中旬，韦布空间望远镜正式开始工作，拍摄第一批用于科学研究的照片。当地时间2022年7月11日， null （ null ）公布了詹姆斯·韦伯空间望远镜拍摄的首批图像成果。该批五张图像涵盖深空 星系团 、致密 星系群 、弥漫 星云 以及 太阳系外行星 等天文学最前沿的研究领域。 2022年9月1日，美国国家航空航天局宣布，詹姆斯·韦伯空间望远镜首次拍摄到一颗系外行星的直接图像，该颗被命名为HIP 65426 b的系外行星是一颗不宜居住的 气态巨行星 ，其质量是 木星 的6~12倍，年龄在1500~2000万年之间，比地球年轻得多。9月，韦伯望远镜对质量是地球8.6倍的系外行星K2-18 b进行了一项新的调查，发现了包括 甲烷 和 二氧化碳 在内的含碳分子的存在。

韦伯望远镜詹姆斯·韦伯空间望远镜发回高质量红外图像，助力人类深入探索 宇宙 并提高对星系的起源和演化、 恒星形成 、行星形成及原行星盘内的动态变化等过程的理解。 其代表着人类深 邃[suì] 的好奇心，使人类能够不畏艰辛，带领人类观看未曾一见的隐秘世界，为整个人类的科学认知贡献力量。

命名由来

通过 地球大气层 观测太空中的 天体 ，就像是透过一杯水看世界，所有东西都是扭曲或者不清晰的。只有在地球大气层以外的地方，望远镜才能够探测到来自恒星、星系和太空中其他天体的光，而这些光都没有经过大气层的扭曲和吸收，观测结果也会更加清晰。 为了克服大气的干扰，科学家们将望远镜安置在地球轨道上，称为 null ，其中最早部署的是 哈勃空间望远镜 太空望远镜。

后由新一代太空望远镜来接替它的工作，这就是詹姆斯·韦布空间望远镜（James Webb Spatium Telescopium，JWST）。 詹姆斯·韦布 空间望远镜项目启动于1996年。起初称为“下一代空间望远镜（Next Generation Space Telescope，NGST）”，2002年改为现名，以纪念美国国家航天局的第二任局长 詹姆斯·韦伯 （James Webb）在 阿波罗计划 中发挥的关键性领导作用。国家天文台研究员、天文学名词审定委员会委员邓劲松介绍，天文学名词审定委员会在审定JWST的中文名时，Webb采纳了 新华社译名室 的译名“韦布”，坊间常见的则称为“韦伯”。“韦伯”实为Weber或Webber的译名，如在天文界知名度颇高、最早自称探测到引力波的物理学家约瑟夫·韦伯。

发展历程

发展背景

1990年4月24日， 发现号航天飞机 从美国 肯尼迪航天中心 发射升空，将“ 哈勃空间望远镜 ”送上了 近地轨道 。“ ”第一次给人类展现了 宇宙 的深空，带来了距离 地球 130亿光年之外的信息，了解138亿年前宇宙大爆炸的起始点，揭示大爆炸的真相等，但“哈勃”已然接近暮年。 美国航空航天局 （简称 NASA ）最初对“哈勃”的设计寿命是25年。在确定哈勃继承者的计划上，早在“哈勃”还未上天时就开始酝酿，接替它工作的新一代 太空望远镜 ，就是 詹姆斯·韦伯空间望远镜 。因为詹姆斯·韦伯空间望远镜耗资巨大，几番超出原有预算，NASA不得不寻求与 欧洲航天局 合作，所以延误了一段时间。

研发工作

詹姆斯·韦伯空间望远镜（下面简称“韦伯望远镜”）后由 美国国家航空航天局 （ NASA ）、 欧洲航天局 （ ESA ）和 加拿大 航天局（ CSA ）共同研发。  2001年末， NASA 意识到对于未来的空间探测方案最关键的 工程技术 之一，就是为这些项目的低噪探测系统提供长期的6K及以下温区的冷却。为了使得 压缩式制冷机 的发展能够应对这些项目的挑战，NASA启动了先进制冷机技术研发项目（Advanced Cryocooler Technology Development Program，简称 ACTDP），在NASA之前成功的斯特林制冷机、脉管制冷机和透平逆布雷顿制冷机等制冷机技术的基础上，致力于研发在6K和18K能够提供制冷量的制冷机。

2003年秋天，3家竞争单位的制冷机方案完成了初步设计评审，并开始细节设计ACTDP的工程样机。2004年春天，受 NASA )资金减少和项目延迟的影响，ACTDP也延长了一年。2007年，MIRI 制冷机 子系统完成了制冷机的研发和演示。 在其他方面，同年1月， JWST 项目中的10项关键技术开发中有9项成功通过了第三方审查，这些技术被认为足够成熟，可以消除项目中的重大风险。2008年3月，项目完成了初步设计审查（PDR）。4月，该项目整体成功通过了第三方审查。2009年3月，项目的集成科学仪器模块进行评审；10月，项目完成了光学系统组件评审，以及2010年1月的遮阳罩评审。

到了2010年4月， 韦伯望远镜 通过了关键任务设计审查（MCDR）的技术部分，意味着整个韦伯望远镜能够满足其任务的所有科学和工程上的要求。之后的几个月内，在一个被称为独立全面审查小组的评审过程中，对项目进度进行了审查，导致了对任务的重新规划，将发射时间从2015年调整到2018年。2011年，韦伯望远镜项目已进入最终设计和制造阶段（D阶段）。主镜 六边形 镜片的组装工作于2015年11月开始，并于2016年2月基本完成。 韦伯望远镜 的最终建造工作于2016年11月完成。

测试工作

2017年9月， null 表示，詹姆斯·韦布空间望远镜的发射窗口将从2018年的10月推迟至2019年的3月至6月之间。声明解释说，韦伯望远镜及其遮光板的体积和复杂性超过多数探测器，比如仅遮光板释放设备就要安装100多个，振动测试也要用更长时间。

2018年3月，广泛的测试工作开始。由于遮光罩在一次实际展开测试过程中撕裂，遮光罩的 电缆 没有充分拧紧，美宇航局将韦伯望远镜的发射再次推迟了一年多（至2020年5月）。2018年6月，宇航局将发射日期又推迟了10个月（至2021年3月），这是基于2018年3月展开测试出现问题后召开的独立审查委员会的评估。2020年10月，为了模拟火箭的发射环境，韦伯望远镜完成了环境测试试验。2020年12月， 美国航空航天局 的工程师针对韦伯望远镜的巨型遮阳装置展开了一系列测试，进展顺利。2021年5月，其又完成了主镜面的展开试验。此后，韦伯望远镜被封闭起来。

发射升空

2021年9月9日， 宣布，韦伯望远镜计划于2021年12月18日，在法属圭亚那 库鲁 航天中心由阿丽亚娜-5 运载火箭 （Ariane5）发射升空。 9月26日，一艘载着韦伯望远镜的 驳船 离开 加利福尼亚州 ，历时16天，行程9300余千米，到达 南美洲 东北海岸法属圭亚那库鲁河上的帕里亚卡博港。法属圭亚那 纬度 极低，对航天发射十分有利。从海港卸下后，于2021年10月12日抵达库鲁的 欧洲航天发射中心 。

2021年11月22日， 表示，位于法属圭亚那的韦伯望远镜发射基地发生异常情况，导致发射日期推迟到12月22日，由阿丽亚娜V型火箭在其VA256飞行任务中发射。 12月14日， NASA 发布声明，韦伯望远镜团队正在解决望远镜与运载火箭系统之间的通信问题。这导致发射推迟2天，最早12月24日发射。 12月21日，受法属圭亚那库鲁航天中心所在区域的恶劣天气影响，韦伯望远镜的发射日期将从12月24日推迟至最早12月25日。 2021年12月25日7时20分（美东时间），在发射延迟数年后， 的继任者---韦伯望远镜从法属圭亚那库鲁航天中心成功发射升空。

韦伯望远镜此行的终点是日地 拉格朗日点 （L2），一个 引力 稳定点，大约是地球和月亮之间距离的4倍，其将与地球同步环绕 太阳 运行，始终停留在地球夜面。发射一周后韦伯望远镜开始陆续启动各种精密机构，包括140个释放机构、70个 链组件、400个滑轮、90根电缆和8台展开电机等。 2022年1月8日，韦伯望远镜的主镜在太空完全展开，准备开启对 宇宙 起源的探索。 北京时间1月9日零点前后，韦伯望远镜成功完成了主反射镜最后一部分的展开，并完成锁定。 1月25日，韦伯 太空望远镜 使用其机载推进器超过5分钟（297秒），对望远镜的轨道进行了发射后的最后一次航线修正。这次中途修正使韦伯望远镜进入了它在第二个 太阳 地球 拉格朗日点 的最终轨道（L2），离地球大约有100万英里。

太空工作

首批全彩图像

2022年2月11日， null (NASA)公布了韦伯望远镜所摄第一颗 null 2 质量 J17554042+6551277的图像以及一张望远镜的“自拍照”，镜面校准曾存在可能出现多个副本的潜在问题，最终成功拍下单一图像。 7月8日， null 发布了一张由韦伯望远镜拍摄的 武仙座 星系照片，这是有史以来最深处的宇宙图像之一，也是NASA计划7月份公布的首批韦伯望远镜全彩图像的“预览图”。 7月11日，美国总统 null 通过社交媒体公布了韦伯 太空望远镜 拍摄的首张全彩色图像。 美国航空航天局 表示，这是迄今为止遥远宇宙最深、最清晰的红外图像。 此外，韦伯望远镜还拍摄了 null 、WASP-96b、南环星云和 null 的图像。 7月20日上午，一份最新报告显示，韦伯望远镜曾在2022年5月被一块太空岩石击中，其受损程度可能比最初预计的更加严重。 2022年7月20日，据法新社报道，韦伯望远镜可能发现了宇宙中已知最早的星系，该星系已经存在135亿年。 7月21日，一项最新发现可使韦伯望远镜确定地外星球中陆地和海洋的面积比例。

图像拍摄成果

2022年8月2日， 美国航空航天局 和 欧洲航天局 表示，韦伯望远镜透过时间和大量尘埃，拍摄到 null 的新图像，以前所未有的清晰度揭示了这个不断旋转的彩色圆环。 8月22日， null 公开了由韦伯望远镜的近 null 在8月7日拍摄的两张照片，这两张照片捕捉到了 null 的北极光、南极光以及 极地 地区的薄雾。 9月11日，美国国家航空航天局公布了 猎户座大星云 内部区域图像。 9月20日，美国国家航空航天局又发布了韦伯望远镜在2022年9月5日通过NIRCam仪器拍摄的首张 null 红外图像。2022年9月， 美国航空航天局 宣布，詹姆斯·韦布空间望远镜拍摄到了 蜘蛛星云 （Doradus 30）的壮丽图像，在这张蜘蛛星云照片中，还有一个形状完美的“爱因斯坦环”（ 阿尔伯特·爱因斯坦 ring）是指一种由于光源发出的光线受到 引力 透镜效应的影响，而使观测所得的光源形状改变呈环形的现象。 10月12日消息， null 发布了由韦伯空间望远镜拍摄到的 null 在太空中形成“指纹”的图像。这个罕见的 宇宙 景象由 恒星 及其 null 产生的尘埃环组成。

当地时间2022年10月19日， 美国航空航天局 宣布韦伯望远镜捕捉到了圆柱形星际气体和尘埃构成的 天体 景象“ null ”的详细图像。 11月4日， 加拿大 天文学 家领导的一个国际科研团队利用韦伯望远镜，确定了迄今已知最遥远的 null 。该 null 由数百万颗 null 组成，这些恒星可能是宇宙中第一批最古老恒星的“遗骸”。 11月18日，韦伯望远镜发现了一颗名叫GLASS-z12的星系。 12月14日，韦伯望远镜发现了两个最久远的星系。

新的科技发现

2023年1月13日，韦伯望远镜在探索神秘星系 NGC 346 过程中发现了关于 null 的相关线索。 1月16日，韦伯望远镜首次发现了一颗围绕 null 运行的 null 。这颗 行星 正式编号为LHS475b，位于距离 地球 41光年的八角 星座 ，主要由岩石构成，其大小几乎和地球相同，是地球直径的99%。 2月20日，韦伯望远镜的最新深空图像显示了一个名为“潘多拉 星系团 ”的太空区域---Abell2744。 2月22日， 英国 《 自然 》杂志发表的一篇论文，报道了在大爆炸后约5亿-7亿年形成的候选大质量 null 。这些星系的质量超出了一直以来人们对早期星系质量的预期。观测结果来自韦伯望远镜公布的首批数据，其为早期星系形成提供了新的认知。

2023年3月15日， 美国航空航天局 使用韦布空间望远镜捕捉到了一颗濒临死亡的 null 的短暂状态。美国国家航空航天局在 null null 举行的“ null ”多元创新大会上发布了照片。 图中展示了一颗即将成为“ null ”的恒星——WR124。这颗恒星位于 null ，距离 地球 大约15000光年。 3月28日，国际著名 学术期刊 《自然》发表一篇天文学论文称，根据韦伯望远镜的观测结果，地球大小的 null TRAPPIST-1b上未发现大气的迹象。 4月3日，美国科学家利用韦伯望远镜，发现了迄今已知最古老黑洞，这个黑洞在 宇宙 大爆炸后5.7亿年形成，这一发现可帮助人们理解黑洞这类宇宙“怪兽”的起源及演化历程。

2023年4月，美国天文学家利用韦伯望远镜发现了近300亿光年外的史上最遥远 星系团 ，相关论文于4月24日发表在《天体物理学杂志快报》上。 5月8日，在英国杂志《自然·天文学》，天文学家刊发利用韦伯望远镜观察 null 外 null “ null ”周围尘埃，结果发现共有3道尘埃环围绕这颗恒星，其中两道为首次发现的相关研究。 7月12日， null 发布一张由韦伯望远镜拍摄的 恒星形成 “ 特写 ”图像。 7月18日， null 和得克萨斯大学的天文学家，根据韦伯望远镜的数据发现了 null 存在的证据。相关研究发表在《 null 》上。 9月11日，美国国家航空航天局发布消息，韦伯望远镜对质量是地球8.6倍的系外行星K2-18 b进行了一项新的调查，发现了包括 甲烷 和 二氧化碳 在内的含碳分子的存在。

2024年5月8日，美国航天局在官网发布消息：一个国际团队利用韦布望远镜观测发现，一颗炙热的系外岩石行星可能有大气层。 尽管该行星可能被 岩浆 海洋覆盖，无法维持生命，但对其研究可增进对地球早期历史的了解。相关论文 2024 年 5 月 8 日发表于《自然》。此次发现意味着一个新的里程碑，这是人类首次探测出一颗太阳系外 类地行星 的大气成分，而且确定其为“次生大气”。 7月7日，法国科学家借助詹姆斯·韦布空间望远镜，首次在宇宙中发现了“悬空”冰。该发现有助于人们揭示地球生命化学成分的秘密。

系统结构

韦伯空间望远镜造价100亿美元，是 美国航空航天局 迄今建造的最大、功能最强的空间望远镜，其主镜直径6.5米，由18片巨大 六边形 镜片构成，总面积为 哈勃空间望远镜 的5倍以上；配有5层可折叠的遮阳板。 其由三个主要部件组成：光学望远镜（OTE）、太空舱组件（太空舱和遮光罩）以及综合科学工具指令舱（ISIM）。

光学望远镜

光学望远镜模块(OTE)是 韦伯望远镜 的主要结构之一，由望远镜的主镜、次镜、三级反射镜、精细转向镜、望远镜框架及其控制装置等结构组成。OTE好比整个韦伯望远镜的眼睛，其原理是三镜消 像散 望远镜：光线首先由主镜汇聚并反射给次镜，次镜进一步将光线传递给处于望远镜中心的三级反射镜，而后经过精细转向镜传递给综合科学仪器模块进行光线的接收与处理。  

对主镜的设计与建造是整个“韦伯”工程中最具挑战性的。主镜展开后宽达6.5 米，如果把它做成一面单独的大镜子，对现有的 运载火箭 来说均太大了。因此，工程师将主镜分割成18块正 六边形 ，在发射前折叠放入火箭整流罩，发射后再展开，异常精巧，是合理利用火箭整流罩空间的设计典范。

因为主镜展开后的精度对望远镜的观测能力有巨大影响，如何保证展开后的精度是主镜设计的难点之一。换句话说，18片独立的镜片在展开后要浑然一体。对此，工程师为每一块镜片设计了6个电动伺服机构(致动器)，使每块镜片均能单独调整角度，最高调整精度甚至达到了10纳米，这一尺寸大约相当于人类头发丝的一万分之一。 韦伯望远镜 发射后，近 红外相机 (NIRCam) 的波前 传感器 会测量每一片主镜的误差，进而利用 计算机 算法实现每一块镜片的自动调整。

韦伯望远镜的次镜、三级反射镜的材质与主镜相同，均为镀金铍镜。其中次镜是一个直径74厘米的圆形 曲面 ，三级反射镜则是一个更小的不对称 六边形 镜片。光线经过主镜、次镜、三级镜的反射后，由精细转向镜进一步稳定图像，传递给综合科学仪器模块中的四个主要科学载荷，对光线进行分析与处理。

韦伯望远镜 的光学系统组件是最重要的有效载荷，具有等效口径大、境面 反射率 高、极冷环境佳和聚焦精度好这几个特点，显示出技术和工程上的创新。主镜最大最重，需要一个大型支撑结构，很难磨制成单一镜面，且现有 运载火箭 整流罩内也无法装下，因此主镜面由18块独立的六边形镜片组成。 六边形 镜片很容易无缝拼接在一起形成近圆形的主镜面，每个镜片的等效直径为1.32米，拼接完成后的主 镜面抛光 总面积达26.3平方米，除去副镜和支撑支柱的遮挡部分，有效收集面积为25.4平方米，远远超过 哈勃空间望远镜 的主镜。 韦伯望远镜 发射后，近 红外相机 (NIRCam)的波前 传感器 会测量每一片主镜的误差，进而利用 计算机 算法实现每一块镜片的自动调整。

太空舱遮阳罩

在外型上，韦伯望远镜与哈勃望远镜几乎完全不一样。 韦伯望远镜 没有镜筒，望远镜的镜筒主要是为了防止杂光影响成像和观测，望远镜越大，所需要的镜筒也越大越重。韦伯望远镜取消了镜筒，极大的降低了发射的重量，但是为了阻挡杂光的影响，它配备了巨大的遮阳装置。遮阳装置的使用，使韦伯望远镜具有了降至极低温度的能力。韦伯望远镜为了观测到近 远红外线 ，配备了五层遮阳伞，每层面积接近一个网球场的大小。 美国航空航天局 还在加利福尼亚州诺斯罗普·格鲁曼公司的洁净室中，对遮阳装置进行了展开和张紧测试。 遮阳罩第一层直接面向太阳，厚度仅0.05毫米，其他四层则为0.025毫米，而第五层主要用于防止缺陷、 微流星 撞击等。

从面积和形状看，第一层面积最大，且相对平坦；第五层面积最小，弯曲度最大。层间的间隙提供了额外的绝缘效果，各层之间中心间距最小，边缘处间距最大，可以将热量从中心引导到外部，最后散发到空间。每层遮光罩都涂有约100纳米的铝，高反射铝表面可以将剩余的能量从遮阳层边缘的缝隙中反射出来。两个最热的层（第一、二层）面向太阳侧还有掺杂约50纳米厚的硅 涂层 ，将热量反射回太空，并提高其在太空环境中的光学性能和使用寿命。通过遮阳罩可将多余的光和热进行反射，因此就可以观察到能量低， 行星 、尘埃盘等之前未观察到的 天体 了。但针对目前的火箭运载技术来说，完全展开 韦伯望远镜 进行发射还是不切实际的，因此韦伯望远镜的遮阳伞与镜片在发射时会折叠起来，在发射后按规定步骤再展开。

综合科学工具指令舱

综合科学仪器模块(ISIM)承担着韦伯望远镜的科研探索工作，一共由4款主要仪器组成，分别是近红外相机(NIRCam）、近红外光谱仪(NIRSpec)、精细制导 传感器 /近红外成像无缝隙光谱仪(FGS/NIRISS)、中红外仪(MIRI)。 

它们都提供成像和光谱功能在2.5 μm波长以下，NIRCam 可提供约60毫角秒的空间分辨率，优于 哈勃空间望远镜 。NIRSpec可提供的光谱分辨本领约2700。它采用一系列微型快门，大大减少了天空背景并可以同时观测多个目标。为了防止在长期操作中某些仪器的部分功能丢失，近红外仪器的功能在设计上有所冗余，这样的设计提高了望远镜的整体可靠性。中红外仪器需要一个额外的冷却泵，但其他仪器可以在没有它的情况下工作。这类似于 斯皮策太空望远镜 在耗尽冷却剂后可以进入“温暖任务”阶段，该望远镜在此阶段温度保持在27K左右，其搭载的仪器IRAC的两个短波通道在冷却剂耗尽后还额外工作了10多年。

近红外相机、近红外光谱仪均可以观测0.6到5.0微米的 波段 ，近红外相机还承担着18片主镜的在轨测试与校准任务。精细制导传感器/近红外成像无缝隙光谱仪(FGS/NIRISS)由精细制导传感器、近红外成像与光谱仪联合组成，可以观测0.8至5.0微米的波段。精细制导传感器是整个韦伯望远镜的“罗盘”，通过该传感器，韦伯望远镜能以极高的精度指向需要探索的天空。中红外仪是中红外波段相机与光谱仪的复合体，可观测4.6微米到28.6微米的中长红外波段。它还配备了日冕仪，非常适合观测 太阳系外行星 。有了这些波段与原理互补的科学载荷，韦伯望远镜就化身成一部时光机器。它可以看到130亿光年外的宇宙，观测宇宙第一批 天体 的形成和演化，揭示宇宙久远的历史。

科研成果

科研原理

由于膨胀，宇宙早期的 发光体 发出的 可见光 和紫外光已经被拉长，并以 红外线 的形式传播。 韦伯望远镜 凭借强大的综合科学模块（ISIM）——近红外相机(NIRCam）、近红外 光谱仪 (NIRSpec)、精细制导/近红外成像无缝隙光谱仪(FGS/NIRISS)、中红外仪(MIRI)，将能够观测宇宙大爆炸后出现的第一批的形成和演化，观测原始如何随时间生长、和系统如何形成，并认识人类身处的本身，进而了解如何具备能提供生命繁衍生息的条件。

科学目标

揭发宇宙之谜

宇宙 大爆炸之后，过了2亿年，科学家认为 宇宙 第一批 恒星 就在那时形成。这批 恒星 主要由氢和氦组成，而且比现在的恒星要大上许多。或许因为质量过多，它们的反应也过快，不久之后它们就发展成 超新星 ，然后在爆炸中结束了自己的一生，而它们在爆炸期间向外喷射的物质，成为了如今各大恒星反应的主物质。该事实是否如此， 韦伯望远镜 可以协助研究。 韦伯望远镜 可以观测到更长波长的 电磁波 ，大约是 可观测的最长波长的20倍。理论上，韦伯望远镜可以看到从 诞生之日算起，1.5亿至2.5亿年的光线。其可以提供一些线索，来帮助科学家检验理论的真实性。

星系形成之谜

人类已看到的年轻 星系 大多是椭圆形、螺旋形或棒旋形等和谐的形状，而且它们还都至少与其他 星系 经历了一次碰撞和合并。按照这一趋势，星系应该是保持规则的形状，然后变得越来越大。但是，年纪较大的星系的表现却是另一个样，它们更小，且形状混乱，没有规则。鉴于 韦伯望远镜 可以看到更早时期的光线，其可以告诉科学家为什么会这样，而这是第二个 宇宙 之谜了。

关于暗物质

韦伯望远镜可以帮助科学家寻找 暗物质 。由于暗物质不跟任何 电磁波 产生作用，只通过 引力 影响着其它物质，所以科学家无法直接观测到暗物质。但科学家可以对暗物质进行间接观测。由于 韦伯望远镜 对光线更加敏感，因此它可以根据暗物质对遥远 星系 传来的光所造成的引力 透镜 效应，来寻找暗物质存在的踪迹。

寻找地外生命

韦伯望远镜还帮助科学家对 太阳系外行星 （ 太阳系 以外的 行星 ）进行探索。其中最让科学家期待的是对 TRAPPIST-1 星系的探测。trappist-1星系是距离太阳系39.13光年的另一个 恒星系 ，在这个恒星系里，有3颗行星处在 宜居带 里。科学家用 韦伯望远镜 来探测和分析trappist-1 星系 里的 恒星 经过这3颗 行星 大气层的光，看看这3颗行星的大气成分，以间接地了解它们上面是否有可能诞生生命。

关于太阳系

研究关于 太阳系 的。首先，尽管 冥王星 已经不在 行星 之列，但科学家从没停止对它的探索，而目前关于冥王星的图片和影像依然是模糊一片，冥王星的真实面目还未被人类所知。 韦伯望远镜 可以为科学家带来更高清的冥王星图片，从而揭示冥王星的真面目。另外，科学家对于来自 奥尔特云 （被认为是 太阳系 彗星 的起源地）的彗星的观测，目前还只停留在亮度、大小、强度和 彗尾 的研究，还无法对彗星的本体直接进行研究。在 韦伯望远镜 的帮助下，科学家有机会对彗星本体进行首次直接的观测和研究。由于彗星通常是 太阳系 行星 形成初期遗留下来的物质，未来对 彗星 本体的观测有可能为 地球 的起源提供线索。

重要成果

2022年7月12日， （ ）公布了 韦伯望远镜 拍摄的首批五张图像。该批图像涵盖深空 星系 团、致密 星系 群、弥漫 星云 以及 系外行星 等 天文学 最前沿的研究领域。

参考资料：

重要科研

相关比较

对比哈勃望远镜

作为 null 的继任者，韦伯望远镜在哈勃望远镜的基础上提供改进的红外 分辨率 和灵敏度，且红外波谱更宽，观测能力更是哈勃望远镜的100倍。这对于天文观测来说是一个相当大的提升。和“ null ”相比，在外型上，“詹姆斯·韦伯”与“哈勃”望远镜几乎完全不一样。韦伯望远镜没有镜筒，望远镜的镜筒主要是为了防止杂光影响成像和观测，望远镜越大，所需要的镜筒也越大越重。韦伯望远镜取消了镜筒，极大的降低了发射的重量，但是为了阻挡杂光的影响，它配备了巨大的遮阳装置。

韦伯望远镜的18面金光闪闪六边形主镜组成的主反射镜，口径达到6.5米，总面积达到25.4平方米，是“哈勃”的5倍以上。质量方面，韦伯望远镜的总重约6.5吨，约为 哈勃空间望远镜 （11吨）的一半，但体积却比“哈勃”有明显提升。其中，“哈勃”主镜为玻璃材质，总重828公斤，而韦伯望远镜则选用了 null 里第四个元素——金属铍，它具有极低的密度，使巨大的主镜重量只有705公斤。此外，铍还有硬度较高、热膨胀系数较低等优点，使韦伯望远镜能够胜任工作条件下巨大的温差，而不会产生过多的热胀冷缩。韦伯望远镜的铍镜表面粗糙度小于20纳米，其利用 气相 沉积技术喷涂了100纳米厚的纯金层，能很好地提高红外光反射率，起到更好的成像效果。最后，工程师在金层外面又喷涂了一层极薄的 null ，以防止柔软的金层被划伤。

对比FAST望远镜

位于中国贵州的 FAST 望远镜，俗称“天眼”望远镜，口径达到了500米，但FAST望远镜是地基望远镜，主要在射电 波段 （波长在0.1米到4.3米）工作。由于大气层对射电波段的透明度较好，这种类型的望远镜在地面上工作应用性好。 韦伯望远镜 是红外望远镜， 地球大气层 中的 蒸汽 和 二氧化碳 对 红外线 的吸收比较强烈，因此要发射到太空中去观测，但复杂程度和造价指数升高。

中国 在2023年发射与 空间站 共轨伴飞的“ 中国空间站工程巡天望远镜 ”号光学舱，这被誉为中国版的 哈勃望远镜 ，该望远镜是中国截至2023年规模最大、指标最先进的空间天文望远镜。，“ 巡天 ”号光学舱安装有口径达2米的光学望远镜， 分辨率 与 哈勃 相当，大约0.15角秒，但视场是哈勃的300多倍，这意味着它的巡天效率更高。据估算，如果在轨10年，可以对40%以上的天区进行观测，能帮助人类对 宇宙 的认识。

有关事件

韦伯望远镜镜面被微陨石砸中

2022年6月9日，据 美国航空航天局 （ NASA ）称，2022年5月23日至25日，詹姆斯·韦伯 太空望远镜 的一个主镜遭受了撞击，而这次撞击来自一颗微陨石。研究人员将引起此次撞击的微陨石描述为“以极端速度飞行的尘埃大小的颗粒”。实际上，在打造 韦伯太空望远镜 之初，其镜面就被设计成能够承受来自围绕 太阳 地球 L2点轨道中“不速之客”的撞击。NASA表示，这次撞击不是 流星雨 的结果，目前被认为是不可避免的偶然事件。一个专门的工程师团队已经成立，并开始研究如何减轻微陨石撞击影响。

勘测精度提升5-10倍

在科学家的研究中，桑蒂尼和她带领的国际研究团队依赖于韦伯望远镜近红外相机(NIRCam)的勘测数据，在2022年6月28-29日获得了太空勘测图像，这是第一组观测数据，之后他们通过探测21个遥远星系的紫外线辐射和 红移 值数据(红移值从6.7到12.3)，桑蒂尼强调称，詹姆斯·韦伯太空望远镜显著提高了观测效果，避免了之前观测中的推断和不确定性，可使测量准确性提高5-10倍。

在系外行星K2-18 b大气中发现甲烷和二氧化碳

2023年9月11日， 美国国家航空航天局 发布消息， 韦伯望远镜 对质量是 地球 8.6倍的系外 行星 K2-18 b进行了一项新的调查，发现了包括甲 和 二氧化碳 在内的含碳分子的存在。韦伯望远镜的发现为最近的研究增添了新的内容，这些研究表明K2-18 b可能是一颗海洋 系外 行星 ，它有可能拥有富含 氢气 的大气层和被海水覆盖的表面。

清华团队绘制出深空星系图像

2026年2月，清华大学自动化系 戴琼海 院士团队和天文系 蔡峥 副教授团队理工融合、交叉研究提出时空自监督计算成像模型——星衍（ASTERIS），攻克极低 信噪比 下的高保真光子重构难题，突破天文观测深度极限，将詹姆斯·韦伯空间望远镜探测深度提升1个星等，找到3倍数量于过往研究的极暗弱高 红移 候选天体，绘制出深邃的极致深空星系图像。

影响和评价

韦伯望远镜通过观测遥远的原始星系，以确定星系是如何演化的，这对人类反思 太阳系 如何形成与演化有着建设性意义。在 星云 中间，有不少低能量 褐矮星 、年轻的 原恒星 ，因为它们的光芒过于暗淡，只有通过韦伯望远镜才能观察到它们。因此，韦伯望远镜将为人类揭示一个由不可见的恒星和行星组成的隐秘 宇宙 。对于系外行星的探索甚至有助于人类揭开地球上生命起源的疑团。韦伯望远镜则代表着人类深邃的好奇心，其使人类能够不畏艰辛，带领人类观看未曾一见的隐秘世界，为整个人类的科学认知贡献力量。（澎湃新闻 评）

作为 NASA 哈勃空间望远镜 空间望远镜（HST）的继承者，詹姆斯·韦布空间望远镜是人类迄今为止功能最强大的空间望远镜，旨在寻找早期宇宙中首批星系并探索银河系以及系外行星系统。其发回高质量红外图像，助力人类深入探索宇宙并提高对星系的起源和演化、 恒星形成 、行星形成等过程的理解。（ 中国科学院科技战略咨询研究院 王海名评）

韦伯望远镜部署后可以替代年事已高的哈勃空间望远镜。与专注于 可见光 波段 的“哈勃”不同，“韦伯”可以看到波长更长的中红外波段，同时具有更高的灵敏度与 分辨率 。它可以看到宇宙中最久远的事件和最遥远的物体，并在 天文学 和宇宙学研究前沿大放异彩，对推动整个人类社会的进步有重大意义。（文献作者杜骏豪 评）

人物介绍

该望远镜命名者--- 詹姆斯·韦伯 是 NASA 的第二任局长，任期为1961-1968年。韦伯领导的于1961-1972年间阿波罗 登月 项目，是其最大的成就。在那个年代踏上月球，并非只是设计出 阿波罗飞船 ，还需要系列 载人航天 任务（ 水星计划 、 双子座计划 20余次载人航天任务）、 重型运载火箭 （ 土星 五号）、系列 月球探测 任务（先锋、 游骑兵 、月球勘探者几十次任务），甚至还需要协调起步阶段的 半导体芯片 、电子 计算机 、通信技术等行业资源支持，最后才可能执行阿波罗 登月 。在科学方面，韦伯最大的贡献是主导了先锋和 水手 两大系列深空探测任务，它们有20余项任务，几乎去遍了 太阳系 的各个星球。