SMAC S0723星系团

图像所展示的“SMACS 0723”星系团包含数千个星系，还包含迄今用红外线观测到的最微弱的天体。图像覆盖的广袤宇宙中这片星空的大小，相当于地面上的人展开手臂后观察上面的一粒沙。

这一图像由韦布空间望远镜搭载的近红外相机拍摄，由不同波段的图像合成。

NASA表示，“SMACS 0723”星系团的总质量使其可以产生“引力透镜”效应，放大了它背后更遥远的星系。韦布空间望远镜的近红外相机将这些遥远的星系清晰聚焦，它们具有以前从未见过的微小、微弱结构，包括星团和漫射特征等。随着韦布望远镜对宇宙中最古老星系的观测，研究人员很快将开始更深入了解这些星系的质量、年龄、历史和成分。

早在多年前，前辈哈勃望远镜就拍摄过这个区域。但韦布望远镜拍到的新照片细节更多、更震撼。

韦布空间望远镜于2021年12月25日从法属圭亚那库鲁航天中心发射升空，今年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。随后，它经历了长达近半年的调试。

美国东部时间7月12日10时30分（北京时间昨晚22时30分），NASA陆续发布了其他几张照片。首批彩色图像的发布，标志着这台最先进的空间望远镜正式开工了。

据NASA介绍，韦布空间望远镜耗资100亿美元，是该机构迄今建造的最大、功能最强的空间望远镜。这100亿美元花在哪？科学家造望远镜又遇到了哪些困难？

早在去年韦布望远镜发射前，美国《量子》杂志就曾发布过一篇释义性报道《如果它成功了，韦布空间望远镜会改写宇宙历史》。这篇报道后来拿到了今年的普利策奖，其中详细介绍了韦布空间望远镜背后的故事——

要想回望宇宙的诞生，科学家必须先磨出一面和房屋一般大的镜子。它的表面必须光滑到如此的地步——如果镜子被放大到一整个大陆那么大，它的上面不会有超出脚踝高度的山峰或低谷。只有这么大这么平的镜子，才能收集并聚焦来自天空中最遥远星系的微弱光线。

镜子由铍制成。这种材料轻、结实、坚硬，呈粉末状，有毒，是一种令人头疼的东西，但也是唯一可行的东西。铍粉在俄亥俄州被压成块，然后在亚拉巴马州被切割。镜片上再覆一层黄金，因为黄金能极好地反射红外线。最后，加利福尼亚州一家专门为这个项目而建造的工厂为镜面抛光。

因为要把房子那么大的镜子装进火箭，镜面被拆分成了18块镜片。

为了共同聚焦产生清晰的图像，镜片在太空中展开后，必须排列到近乎完美的地步，这就需要精度极高的电机。NASA最后选用了制动器，能以10纳米的精度推动镜面。这个宽度仅为头发的万分之一。

为了能最大程度感知宇宙中的微软闪烁，韦布望远镜必须前往第二拉格朗日点。在那个点，月球、地球和太阳都位于同一个方向。架设起一个网球场大小的巨幅遮阳罩，望远镜就可以同时挡住这三个天体。通过这样的方式，望远镜终于可以进入极度深寒的状态（-223℃），从而探测到宇宙黎明时的微弱热量。

遮阳罩既是红外望远镜的唯一希望，也是它的致命弱点。

展开时又要足够大，重量又不能超出火箭的承重，遮阳罩只能由薄织物组成。工程师心知，薄织物是“不确定的”，它的运动不可能被完全控制或预测。如果遮阳罩在展开时被钩破，整个望远镜就会变成一坨太空垃圾。

遮阳罩的材料，研究小组选了美国杜邦公司的“卡普顿”。这是一种光滑的银色塑料，看起来很像薯片袋的内层，厚度只有人类头发的直径。“卡普顿”的撕裂风险不低，因此保险起见，研究小组决定安装五层。一个由吊臂、电缆和细绳所组成的系统，将把这五层遮阳罩都充分展开，分离并系紧。

光是遮阳罩展开有多难？韦布项目的首席工程师迈克·门泽尔这样形容说：“如果是刚性的东西，比如一扇门，你安上一条铰链，就可以预测它的运动方式。小菜一碟。但现在给你的是一条软的毯子。在床上推一条毯子，然后试着预测它会变成什么形状？太可怕了。同样的事情也发生在绳子上——每一根拉紧遮阳罩的绳子，可以有一百万种不同的运动方式。”

2004年，有团队成员提议，遮阳罩可以折叠成Z字形，也就是“手风琴式折叠”。门泽尔觉得这个办法行得通。

但问题是，如何保持遮阳罩处于手风琴折叠状态，直到做好准备时再展开。工程师安迪找到了解决办法：107根固定针，可以像猫的爪子一样缩回。

固定针又带来了另一个棘手的问题：针会造成针孔。如果在展开后，所有五层遮阳罩上的针孔恰好排成一条直线，就会让阳光通过，加热望远镜的光学器件。

门泽尔说：“这是个之前根本想不到的小细节，直到你开始做了才发现，天啊，五个针孔有可能排成一列，这事听起来不大，但把安迪搞到借酒浇愁。谢天谢地，他后来想通了。”安迪勤勤恳恳测试了许久，终于找出了一种方案，使得五层大小各异的遮阳罩不论怎么展开，上面的针孔都不会排成直线。

韦布望远镜原本打算在2007年发射。但随着科学家对太空有了更多了解，他们想要探知的问题也变多了。于是，它的发射推迟了14年，预算从最早的5亿美元，变成了100亿美元。

目前，韦布望远镜的使命是帮助科学家了解这七大问题：

即使韦布望远镜去年底成功发射，科学家仍用“如坐针毡”来形容这半年多的时间。它的前辈哈勃望远镜发射后就出现“近视”的问题，NASA还能派宇航员前去修理。韦布望远镜离地球150万公里，而且第二拉格朗日点本身处于不断变动的状态。

7月12日，随着首批彩色图像的公布，韦布空间望远镜正式开工了。

按照计划，韦布望远镜将运行10年。不过NASA表示，它完全可以支撑20年。

此刻，韦布望远镜正静静漂浮在黑暗寒冷的太空中。它背后是太阳、月亮和所有人类生活的暗淡蓝点。它未来带回的信息，将推进甚至颠覆人对宇宙的理解