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詹姆斯韋伯望遠鏡在其短暫的太空任期內，正在改寫和擴充我們對宇宙的了解。讓我們來看看 James Webb 望遠鏡的發現，從系外行星到小行星帶。
James Webb 望遠鏡有什麼特別之處?
要欣賞 James Webb 望遠鏡的發現，我們需要快速了解是什麼讓望遠鏡如此獨特。
巨大
詹姆斯·韋伯望遠鏡 (JWST) 是迄今為止放置在太空中的最大望遠鏡，主組合收集鏡面面積為 270 平方英尺。哈勃太空望遠鏡有 50 平方英尺的主組合收集鏡面面積。
所以！許多！鏡子！
JWST 有 18 個鍍金的鈹六角形鏡子。主鏡的每個六邊形部分都有七個致動器。致動器允許每個反射鏡的位置獨立於其他反射鏡進行調整。獨立調整每個反射鏡並糾正定位誤差的能力最終允許所有 18 個反射鏡充當單個反射鏡。
Crazy Good Light Collection Optics
詹姆斯·韋伯望遠鏡可以看到對於哈勃太空望遠鏡來說太老、太遠或太暗的天體。
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越大越好！主鏡的大面積（270 平方英尺）表面收集區域可以收集哈勃太空望遠鏡無法捕獲的更小、更微弱的信號。
JWST 的光收集光學系統非常好，我們可以回望大約 134 億幾年前。我們可以“看到”宇宙在大爆炸後大約 3 億年的發展過程中發生了什麼。我們可以看到第一批星系形成時發出的光。
哈勃收集光學器件
哈勃太空望遠鏡的主要設計目的是從光學和紫外線波長捕獲電磁數據。
哈勃望遠鏡p>
JWST 收集光學器件
紅外檢測是 JWST 的主要目的。當光傳播很遠的距離時，波長會發生變化。電磁波最初是人眼（和哈勃望遠鏡）可見的，後來轉變為人眼（或哈勃望遠鏡）無法捕捉到的更長（或更短）的波長。 JSWT 可以“看到”比哈勃太空望遠鏡早大約 1500 億年（時間上）。
JWST 才剛剛開始！
JWST 聽起來很瘋狂，只服役了大約一年。 JWST 於 2021 年 12 月 25 日發射，並於 2022 年 6 月下旬投入使用。在那段短時間內，JWST 揭示了大量數據。
讓我們來看看 James Webb 的 5 件事已經發現，從系外行星到小行星帶。
James Webb Telescope Discovery #1: Early Galaxy Formation
時光倒流的能力很快顛覆了科學家們對星系形成的大部分看法星系。 JWST 利用其紫外線探測能力發現了六個（光學紅移）巨大星系，它們存在於大爆炸後約 5 億至 7 億年。
這些物體的質量遠超任何人的預期”該研究的合著者、賓夕法尼亞州立大學天文學和天體物理學助理教授 Joel Leja 在一份聲明中說。 “我們當時只希望在這個時間點發現微小的、年輕的、嬰兒星系，但我們在以前被認為是宇宙的黎明時期發現了和我們自己一樣成熟的星系。
Joel Leja/CNN
檢測到成熟星係而不是年輕星系，這對科學家們對星系形成的幾乎所有看法提出了質疑。關於星系的形成有兩種主要理論。
星系形成理論#1（最被接受的理論）
恆星在塵埃和氣體由於自身引力而坍縮時形成。
星系形成理論 #2（不太流行）
小物質聚集在一起。更多的小物質粘附在小的團簇物質上。重複這個過程，直到星系形成完成。
這意味著什麼?
在星系早期階段發現成熟星系，對公認的星系形成理論提出了質疑大爆炸之後的宇宙。如果最被接受的理論是正確的，成熟的星系怎麼可能存在?它們不應該還在發展嗎?
這六個巨大星系的發現意味著 99% 的關於宇宙如何發展的計算機建模算法需要修正。哇！最好擦掉“刪除”鍵！
詹姆斯·韋伯望遠鏡發現 #2:系外行星
光學圖像和一些紅外分析是系外行星（另一個太陽系中的行星）的主要探測方法) 直到 JWST 以紅外能力發射到太空。
當一顆系外行星經過“它的”恆星前方時，恆星前方區域的強度會降低。我們無法“看到”這顆行星，但我們可以“看到”系外行星圍繞其自身太陽運行的影響。
JWST 正在揭開系外行星周圍的神秘面紗，讓我們了解行星
HIP 65426
氣態巨系外行星 HIP 65426-b 圍繞稱為 HIP 65426 的恆星運行。HIP 65426-b 距離地球約 385 光年。
HIP 65426 b 是一個超級2017 年發現的木星系外行星。
©NASA 和 STScl – 許可證
系外行星在哪裡?
系外行星的光譜特徵隱藏在恆星本身的（非常明亮的）光譜特徵中。 JWST 從這顆恆星收集數據並不是開創性的；
比哈勃太空望遠鏡收集更多的波長
與哈勃太空望遠鏡不同的是JWST能夠從更全面的波長范圍內收集數據，阻止不需要的信號，並過濾數據。 JWST 使用近紅外相機 (NIRCam) 和 MIRI 中紅外儀器 (MIRI)。
NIRCam 是一款專為 0.6 至 5 微米波長設計的紅外相機。MIRI 是一種中程紅外光譜儀，可以檢測 5 到 28 微米之間的波長。
NIRCam 和 MIRI
近紅外相機 (NIRCam) 是詹姆斯韋伯望遠鏡的主要成像儀。 NIRCam 覆蓋的紅外波長范圍為 0.6 至 5 微米。
紫色圖像顯示波長為 3 微米的近紅外相機 (NICCam)。藍色圖像顯示波長為 3 微米的近紅外相機 (NICCam) 4.44微米。黃色圖像為波長為11.4微米的MIRI中紅外儀器（MIR）。紅色圖像為波長為15.5微米的MIRI中紅外儀器（MIRI）。
日冕儀
A 日冕儀，除了 NIRCam 和 MIRI 之外，還修改輸入信號。日冕儀是一面帶有多個透鏡的鏡子，用於聚焦入射光信號。調整反射鏡和透鏡可以阻擋大約 98.55 顆恆星的光線。
WASP-96b
WASP-96b 是一顆氣態巨系外行星，距離地球約 1,120 光年。地球天文學家在 2018 年證明 WASP-96 擁有明亮晴朗的天空。
雲、塵埃和氣體是行星科學家的禍根，他們對發現系外行星寄予厚望。 JWST 能夠使用其近紅外成像儀和無狹縫光譜儀 (NIRISS) 分析 WASP-96b 的大氣成分。
WASP-96b 每 3.5 個地球日繞其類太陽恆星 WASP-96 運行一次。
©NASA 和 STScl – License
JWST 的光譜儀數據顯示 WASP-96b 有云、水蒸氣和陰霾。新的韋伯測量顯示了水蒸氣、霧霾和以前看不見的雲的證據。
像這樣的測量讓行星科學家能夠了解行星的形成。從 WASP-96b 中學到的知識增加了對其他系外行星形成的理解。
概念驗證
關於系外行星和 JWST 數據的令人興奮的不僅僅是系外行星本身. （對不起，系外行星！）真正令人興奮的是 JWST 可以提供什麼樣的數據。這些數據預示了科學家可以從即將進行的觀測中篩選出的信息類型。
James Webb Telescope Discovery #3:那是什麼小行星?
在望遠鏡的中部發現（偶然！）紅外校準數據集是來自一顆隨機小行星的數據！它是 JWST 檢測到的最小物體，長度不到 0.6 英里。這顆小行星大約有羅馬鬥獸場那麼大。
科學家們對小行星的發現充滿熱情，因為它突出了 JWST 對小物體的探測能力。天文學主要關注較大的物體，因為我們可以看到或探測它們並繪製它們在天空中的路線。
更多的小行星可能與更大的小行星一樣提供同樣多的科學信息。兩組小行星都起源於大約 45 億年前太陽系（我們的家園！）的誕生。研究靠近地球的小行星可以解釋地球的形成。
詹姆斯·韋伯望遠鏡發現 #4:創世之柱
哈勃太空望遠鏡拍攝的創世之柱圖像是標誌性的。左邊的圖像在二十年前喚醒了新一代天文學家的想像力。
創世之柱於 2022 年由詹姆斯·韋伯太空望遠鏡重新拍攝。
©NASA 和 STScl – License
JWST 在圖像方面也做得很好！很難誇大這些圖片對嶄露頭角的 STEM 學生的鼓舞。二十年後，我們可能會驚奇地回顧 JWST 創世之柱，無論是自 2023 年以來我們已經走了多遠，還是我們在 2043 年擁有的技術有多好！
支柱of Creation 展示了鷹狀星雲中星際氣體和塵埃的象鼻，距離地球約 6,500 光年。來自 NIRCam 和 MIRI 的數據相互“疊加”形成合成圖像。
我們現在能夠“看穿”哈勃太空望遠鏡圖像中的一些塵埃。我們現在能夠看到新形成的恆星，數以千計。塵埃是恆星形成的關鍵成分。
厚厚的塵埃帶與氣體結合形成了“柱子”。當柱子由於引力作用開始坍塌時，它們會慢慢升溫，一顆新星誕生。
詹姆斯·韋伯望遠鏡發現 #5:Wolf-Rayet 124
Wolf-雷葉星是最亮、最突出和最稀有的恆星。這些大質量恆星正處於生命的盡頭。 Wolf-Rayet 恆星會非常迅速地消耗自身，然後爆炸。
有些恆星可以存活數十億年。其他恆星，最大的恆星，壽命較短。 Wolf-Rayet 星的壽命只有幾百萬年，並且正處於它們的最後階段——一個只會持續幾十萬年的階段。
Wolf-Rayet 124 是銀河系中跑得最快的恆星之一。
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WR 124 距離地球約 15,000 光年在射手座。隨著熱氣體從恆星表面吹入太空，恆星正在迅速縮小。
紅外輻射照亮了恆星。 JWST 的 NIRCam 和 MIRI 收集了這顆稀有恆星的數據。這些圖像相互“堆疊”以形成合成圖像。當 Wolf-Rayet 124（或任何其他 Wolf-Raynet 恆星）最終爆炸時，它被稱為“超新星爆炸”。
超新星爆炸發生在恆星消耗完所有元素（氫，然後是氦，然後是碳，等等）直到它到達鐵。一切都在鐵元素上崩潰了！
恆星無法消耗鐵元素並自行坍塌。整個崩潰，從開始到結束，大約需要四分之一秒。衝擊波將穿過核心，離開恆星，並形成令人難以置信的顯示。
James Webb 發現的 5 件事，從系外行星到小行星帶常見問題解答（常見問題）
詹姆斯·韋伯望遠鏡將在太空停留多長時間?
無限期。目前的預期是，望遠鏡有足夠的剩餘電量，至少可以準確運行十年。
除非進行加油演習（望遠鏡距離地球一百萬英里），否則當供應的燃料耗盡時，衛星將墜落
詹姆斯·韋伯望遠鏡在太空中的什麼位置?
詹姆斯·韋伯望遠鏡所在的位置稱為 L2 拉格朗日。
L2 Lagrange 允許 JWST 位於一個“最佳位置”，只需極少的功耗即可在地球和太陽引力之間保持平衡。 L2 拉格朗日位置距離地球大約一百萬英里。
如果詹姆斯·韋伯望遠鏡發生故障會怎樣?
哈勃太空望遠鏡是距地球表面約 332 英里。 NASA 已向哈勃望遠鏡發送了四次不同的任務，以執行升級和維修。
詹姆斯·韋伯望遠鏡位於地球表面上方一百萬英里處。如果它壞了，就沒有辦法修復它。人類還沒有（還）離開地球一百萬英里。
NASA 確實設計並安裝了一個加油口到詹姆斯·韋伯望遠鏡中。目前，美國宇航局沒有辦法將宇航員或無人駕駛的宇宙飛船送到詹姆斯韋伯望遠鏡上為其加油。然而，我們知道 NASA 的員工有多聰明，我們不會放過他們去製定日後的加油計劃。