这第一张图片JWST 的成果让世界眼花缭乱,但总有人在寻找下一个挑战。更大的太空望远镜将需要对人类当前的发射能力进行重大升级。相反,新一代巨型地球望远镜以及针对特定目的优化的小型太空望远镜正在研制中。一些正在建造的巨型仪器预计将在短短几年内开始运行,其规模之大令人难以理解。
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有时尺寸确实很重要
在伽利略第一台天文望远镜的孔径增加了 100 倍之后的接下来的三个世纪里,它们收集的光量是原来的 10,000 多倍。然后进展停滞了。
从1949年到1976年,最大的伸缩镜属于5.1米宽(200英寸)被誉为“帕洛玛玻璃巨人”。在较大的 BTA-6 望远镜发生部分故障后,许多天文学家遗憾地得出结论,望远镜在光学波长下运行的极限已经达到。为了更深入地观察宇宙,我们必须安装望远镜。
使用主动光学器件将较小的镜面作为单个镜面进行操作的能力,如图所示,重新开始比赛。目前的记录保持者是加那利群岛大望远镜,收集面积为74平方米,是海尔望远镜的四倍多(大型双筒望远镜镜面的总尺寸要大一些)。然而,与即将发生的事情相比,这还很小。
在接下来的十年中,三种巨型仪器预计将首次亮相:(格林威治标准时间),(TMT),以及(英语)。这些收藏馆的收藏面积分别为 368 平方米、655 平方米和 978 平方米,最大的收藏面积几乎是 Hale 的 30 倍。
相比之下,JWST 的收集面积为 25.4 m2。当然,身处太空是一个巨大的优势,但并不是无限的。尤其是 ELT,预计在许多任务上甚至会超过 JWST 的能力,例如直接发现附近恒星周围的地球大小的行星。
不仅仅适用于太空望远镜;夏威夷莫纳克亚山顶 TMT 望远镜的位置问题导致施工暂停。 GMT 和 ELT 可能会遇到自己的问题。尽管如此,它们预计将在 2027 年至 2029 年之间看到第一道光,尽管在 GMT 的情况下,最终的七个镜子中只有四个,每个镜子都需要几年的时间来制造。
在此之前我们可以期待维拉·鲁宾望远镜——比现有最大的望远镜稍小,但其巨大的视场使其每隔几个晚上就能在其所在位置拍摄整个天空。预计明年将迎来第一道曙光,并于 2024 年全面开展勘察工作。
也不要忘记广播
在无线电波长下工作的望远镜需要比那些收集我们肉眼可见光的望远镜大得多,尽管幸运的是它们不需要同样精确平滑的镜子。当今世界上最大的单口径射电望远镜是 (快速地)。射电望远镜阵列,例如组合多个盘子以获得更大的收集区域。
这里的仪器也正在开发中,其性能将远远超过目前存在的任何仪器。这(SKA) 将由澳大利亚和南非的数千件乐器组成,其联合收藏区域就在名称中。
南非的核心将由大盘子组成,而澳大利亚同行将使用13万个低频天线 在西澳大利亚。这两个地点都已经建造了前身的望远镜。这些地点因其“无线电安静”而被选中。由于这些望远镜的运行频率包括调频无线电使用的频率,因此重要的是不要淹没来自数十亿光年之外的信号。其他站点将遍布非洲和澳大利亚,使这些阵列能够像一个大陆大小的碟形天线一样用于某些目的。
SKA 将以目前不可能的精度测试广义相对论,探索第一颗恒星出现之前的宇宙,绘制十亿个星系的地图,并推进。他们还将调查一些最近发现的我们无法解释的无线电源,并为我们提供探测外星文明迹象的最佳机会。
两个 SKA 枢纽的外观比较,左边是南非的,右边是澳大利亚的,背景是银河 图片来源:SKAO
填补空白
大型望远镜价格昂贵——在建的巨型望远镜都有数十亿美元的预算;其中一些最终可能会超过 JWST 的 100 亿美元成本。一旦建成,对他们的时间需求远远超过可用时间。另一种方法是建造更小、更便宜的望远镜,经过精心打磨,可以完成相当具体的任务。
一个极端的例子是,它只有一项工作:查明半人马座阿尔法星 A 或 B 是否有宜居行星。作为最接近太阳的恒星,围绕这对行星运行的行星将成为寻找生命的主要目标,但尚未得到证实。该望远镜的设计者告诉 IFLScience,该仪器有可能对附近的一些其他双星系统有用,但实际上,它的发射目的是“仅研究两颗恒星”。然而,它的成本比 JWST 低数千倍。
这亨斯曼望远镜现在处于调整阶段,价格仍然便宜。它结合了 10 个佳能长焦镜头,有望发现遥远轨道上的行星美国宇航局的行星猎人错过并回答了有关星系和单个恒星形成的问题。
这望远镜比这些望远镜要贵得多,也更雄心勃勃,但仍然比 JWST 小得多,而且有望更便宜。然而,其宽视场将使其能够比 JWST 更快地探索大片红外天空区域,这对于探索暗能量和进行。
目前,JWST 正在探索人类从未建造过的太空,但很快,这些众多具有不同功能的望远镜将以前所未有的方式为我们对宇宙的理解做出贡献,我们已经等不及了。









