韦伯望远镜展现神奇宇宙

2022年深空探测最重要的成果，来自于詹姆斯·韦伯空间望远镜。

2022年1月，詹姆斯·韦伯空间望远镜经过一个月的飞行，进入了预定的日地拉格朗日L2点轨道。进入L2轨道后，科学家和工程师全力调整“韦伯”的副镜和18片主镜，力求成像清晰锋锐。随着轨道修正，“韦伯”的望远镜温度不断降低，最终达到-234.4℃。这是观测恒星和星系发出的微弱红外光所需要的。

2022年2月11日，韦伯望远镜拍摄了第一张照片，但不是瞄准遥远的星系，而是“自拍”。“韦伯”镜筒里面有一个专用的瞳孔成像镜头，在主镜对准大熊座中一颗明亮的孤立恒星HD84406后，用这个镜头拍摄18片主镜不同的成像状态。虽然图片看起来模糊错位，但工程师们非常满意，“韦伯”光学元件经理李·范伯格表示：“这架令人惊叹的望远镜不仅展开了翅膀，而且现在已经睁开了眼睛。”HD84406很容易识别，附近没有其他亮度相近的恒星聚集，这有助于减少背景混淆。

▲ 韦伯望远镜拍摄到的星团

▲ 韦伯望远镜拍摄到的河外星系

从这以后，“韦伯”的相关新闻就陷入了沉寂，直到2022年7月12日，美国宇航局公布了詹姆斯·韦伯拍摄的壮观“初光”照片。首先是一颗距离地球1150光年的系外行星，这颗行星的大小只有木星的一半，其绕恒星的轨道比水星绕太阳的轨道更近。“韦伯”获取了它的大气光谱。天文学家也许有一天能够通过研究行星大气中的化合物来探测生物活动对遥远太阳系行星的影响。

▲ 韦伯望远镜在轨展开的想象图

接下来是南环星云，这是一个半光年宽的膨胀气体和碎片云，由一颗接近生命末期的中心恒星抛出，它的核心已经耗尽了核燃料，聚变已经停止。大约50亿年后，太阳也会如此。哈勃空间望远镜早期对南环星云的观察本身就很壮观，但“韦伯”走得更远，显示了星云中心的不是一颗而是两颗恒星。

然后是斯蒂芬的五星系群，这是1877年发现的，距离地球2.9亿光年。5个螺旋星系中的4个在缓慢运动中相互作用，最终形成一个巨大的椭圆星系。在宇宙历史上，星系合并是司空见惯的事情，研究这种碰撞的细节是“韦伯”的主要目标之一。这张图像解析了星系中以前看不见的恒星和星团，甚至捕捉到了围绕超大质量黑洞的碎片产生的光线。

▲ 韦伯望远镜红外波段拍摄的恒星

“韦伯”团队还公布了船底座星云的一部分，这是一个位于船底座南部的巨大恒星形成区域，距离地球约7600光年，是更著名的猎户座星云的四倍大。

2022年8月22日，“韦伯”的镜头转向了太阳系内，观察木星。木星的大红斑在韦伯望远镜NIRCam仪器上呈现出明亮的白色。当这颗巨大行星的磁场与来自太阳的带电粒子相互作用时，木星的两极发出了极光。在更广阔的木星系统视野中，“韦伯”瞥见了木星两颗较小的卫星，

2022年9月1日，韦伯望远镜上的欧洲中红外仪器（MIRI）相机拍摄到了M74幻影星系。它也称为梅西耶74，距离地球3200万光年。天文学家以前曾利用地面天文台和哈勃空间望远镜研究过这个螺旋星系。MIRI数据将帮助科学家准确测量星团的质量和年龄，并深入了解星际空间中漂浮在恒星之间的小颗粒尘埃。

2022年11月17日，美国宇航局宣布，“韦伯”可能发现了迄今为止探测到的距离最远的星系，即使在“韦伯”的镜头上，它也只是一个小红色斑点。数据分析表明，这个星系在宇宙大爆炸后仅3.5亿年就开始发光。研究人员表示，“这是天文学的一个全新篇章。这就像考古挖掘，突然你发现了一座失落的城市。”

大家都知道在西方宗教中，有一句著名的话“要有光”。所以，在所谓的“黑暗时代”结束，光开始在宇宙中自由传播之后，第一颗恒星是什么时候开启的，意义相当大。

“韦伯”发现的这个星系命名为GLASS-z12，是在被较近星系团的质量引力放大或“透镜化”的光线中发现的。之前哈勃望远镜观察到的最远星系GN-z11，大约是宇宙大爆发后约为4亿年开始发光的。

▲ 韦伯望远镜拍摄到的木星

DART成功撞击小行星

2022年的空间探测除了詹姆斯·韦伯望远镜的发现外，还取得了一些其他进展。

美国宇航局的双小行星重定向测试（DART）任务于2022年9月下旬撞上了一块名为“双形态”的小行星，为人类可能有一天要面对的小行星防御任务做了准备。在撞击发生的几周内，DART团队宣布，撞击使“双形态”围绕其较大的同伴栾大星旋转的轨道周期缩短了32分钟。

这次撞击的结果能传回地球，要归功于DART搭载的意大利立方星LICIACube，它配备了两个摄像头，在DART撞击前15天分离进入轨道。撞击后仅3分钟，这颗小卫星就飞越了栾大星。它的图片显示了“双形态”被撞出一团碎石云。

科学家们估算，“双形态”小行星被撞掉的岩石质量至少是100万千克，甚至可能高达1000万千克。不过这颗小行星的总质量约为50亿千克，也就是掉了一根毛而已。

不过撞击确实给了“双形态”一定的速度增量，约翰斯·霍普金斯应用物理实验室的DART团队负责人表示，DART对目标的动能冲击确实有效地改变了目标的轨道。

▲ 韩国月球轨道飞行器

韩国月球轨道飞行器进入月球轨道

▲ 美国宇航局的DART探测器

根据韩国航空航天研究所的一份声明，韩国探路者月球轨道飞行器于12月17日凌晨2:45进入月球轨道。12月28日前点燃五台发动机中的第一台，以修正绕月飞行的轨道，开始月球科学任务。韩国探路者月球轨道飞行器于8月4日从佛罗里达州卡纳维拉尔角用猎鹰9火箭发射。由于卫星只有678千克重，体积小、燃料携带少，因此采用了省燃料费时间的轨道，探测器在地球-月球空间进行了长达134天的飞行，行程540万千米，最终进入了月球极地轨道，目标平均高度为月球表面上方100千米。探测器上携带了6个独立的科学有效载荷，其中1个由美国宇航局研制，其他5个由韩国研制。

2022年的世界航天就在这样的喧闹中结束了，我们似乎还意犹未尽。好在，2023年马上就要走到我们的面前。新的一年，更多的型号将要启程，而战火依旧在燃烧。航天舞台上的剧目，会越来越精彩。