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天文|NASA的韦伯望远镜将如何利用斯皮策号望远镜留下的宝贵财富？

当通向宇宙的一扇窗户关闭时 ， 另一扇就会打开 ， 而且视野或许会更好 。 而那些由第一扇窗户观察到的星球、恒星以及星系 ， 通过第二扇窗户 ， 我们可以观察得更细致 。
美国航天局的斯皮策太空望远镜于2020年1月30日结束任务 ， 完成长达16年的探索之旅 。 斯皮策发现了许多超出其设计者想象的新事物 ， 例如位于太阳系外的系外行星以及形成于宇宙早期的星系 。 而预计在2021年发射的詹姆斯·韦伯望远镜将会对这些发现进行更深入的研究 。
天文|NASA的韦伯望远镜将如何利用斯皮策号望远镜留下的宝贵财富？
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斯皮策太空望远镜 ， 图源：百度百科
来自加利福尼亚州帕萨迪纳美国宇航局喷气推进实验室 ， 跟进斯皮策太空望远镜项目的科学家迈克尔·维尔纳表示：“由于斯皮策带来的新发现 ， 我们对太空产生了许多新疑问 ， 所以很高兴能有韦伯望远镜这么强大的后续项目会对此进行深入研究 。 ”
韦伯望远镜和斯皮策望远镜都配有专业的红外检测仪 ， 可以检测到人眼不可见的红外光线 。 而因为巨大的镀金铍镜和九项新技术 ， 韦伯望远镜的检测能力是斯皮策望远镜的1000倍左右 。 这台即将问世的望远镜将推动斯皮策的科学发现推向新的前沿 ， 从分析识别系外行星大气层的化学物质到定位第一批形成于宇宙大爆炸时期的星系 。
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韦伯太空望远镜 ， 图源：百度百科
不管在科学发现方面 ， 还是在这种太空望远镜的操作运行上 ， 斯皮策号望远镜都是韦伯望远镜的开路者 。 为了检测到高灵敏度的红外光线 ， 望远镜必须处于超低温状态 。 斯皮策望远镜已经向工程师们展示了在广阔的太空中 ， 一个红外观测台是如何运行的 ， 以及温度任务的规划者应使韦伯处于怎样的温度状态 。
詹姆斯·韦伯太空望远镜科学通讯的副项目科学家安布尔·斯特劳恩表明：“在太空中放置一个巨大的望远镜很难 ， 而要使其处于低温状态则更难 。 但斯皮策让我们明白 ， 在低温状态下 ， 一台望远镜在太空中怎样更好地运行 。 ”
这台望远镜已有的发现对各科的天文学家来说都是一笔巨大的财富 ， 超过8700份科学论文都是在此基础上完成的 。 这些诱人的成果都是在为一台性能更好的望远镜再次探索宇宙做准备 ， 韦伯也已为此做好准备 。 下面是斯皮策的一些成就 ， 韦伯将在此基础上继续探索 。
系外行星
斯皮策最令人震惊的发现之一是一颗名为TRAPPIST-1的小型暗星 ， 而这颗恒星周围共有七颗地球大小等的岩质行星绕其运行 。 TRAPPIST-1行星系统是除太阳系外最值得天文学家们研究的 ， 但现在人们对其仍知之甚少 。 天文|NASA的韦伯望远镜将如何利用斯皮策号望远镜留下的宝贵财富？
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TRAPPIST-1行星艺术图 ， 图源：百度百科
TRAPPIST-1e 是绕该恒星运转的第四颗行星 ， 它的密度和表面重力与地球相仿 ， 而且来自TRAPPIST-1的辐射很充足 ， 温度适宜液态水 。 韦伯望远镜将会继续观察研究这颗行星 ， 以便充分了解它是否有大气层 ， 如果有 ， 其化学成分又是什么 。
化学分子的存在将暗示着一颗星球拥有液态水和具备其他宜居条件 ， 比如在火星和金星占主导地位的二氧化碳 。 韦伯也将检测大气中的水分；另外 ， 韦伯还将会搜寻来自TRAPPIST-1b的热量 ， 它是距离TRAPPIST-1恒星最近的一颗行星 。
来自纽约伊萨卡市康奈尔大学的天文学助理教授尼科尔·刘易斯表示：“类地行星上的气体多样性很可能超出了我们的想象 ， 因此任何有关这些行星上的气体信息对我们来说都是非常有用的 。 ”
WASP-18b是斯皮策发现的另一个很具有研究价值的行星 ， 韦伯也将在任务早期的观察中进行进一步的调查 。 WASP-18b的质量是木星的十倍 ， 这颗气体巨星距它的恒星非常近 ， 公转周期为23小时；由于温度极高——高达4800华氏度（2650摄氏度)——体积巨大 ， 它又被称作“热木星” 。 2017年 ， 通过计算斯皮策和哈勃传回的数据 ， 天文学家们发现它的上层大气中含有大量的一氧化碳和微量的水蒸气 。 因为距离其恒星的距离非常近 ， 甚至正处于被完全撕裂的危险之中 ， WASP-18b的寿命可能只有一百万年 。 天文学家们通过韦伯望远镜观察WASP-18b大气层中发生的变化 ， 这将使他们进一步了解这颗“热木星” 。

斯皮策还传回了系外行星史无前例的天气报告 。 2007年 ， 它首次绘制了一颗系外行星——热木星HD 189733b——的表层地图 ， 这张地图展示了HD 189733b的云顶及温度变化情况；2016年 ， 斯皮策制作出了“55 Cancri e”的气候变化模式图 ， 55 Cancri e是一颗体积大于地球两倍、熔岩覆盖的星球 。 斯皮策所传回的地图中有很多值得科学家研究的东西 ， 因此 ， 他们希望韦伯能传回更多有关研究的信息 。
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