在2021年末,韦伯望远镜成功发射升空,被誉为迄今为止拥有最强深空观测能力的太空望远镜。它能够捕捉到源自136亿光年之外的宇宙光线,这一能力令人叹为观止。然而,当人们期待它拍摄近距离天体如火星的清晰图像时,结果却出乎意料。
韦伯望远镜捕捉遥远宇宙光线的能力无与伦比,但当它转向太阳系内的火星时,传回的图像却模糊不清。2022年9月5日,韦伯望远镜首次拍摄火星,但图像质量却令人大失所望,完全无法与人们预期中的清晰度相提并论。
韦伯望远镜之所以未能拍摄出清晰的火星图像,并非设备故障,而是由于其设计特性所致。韦伯望远镜主要观测波长为600至28300纳米的电磁波,这一范围主要涵盖红外线。虽然红外线有助于捕捉宇宙深处的信息,但对于近距离且光线强烈的火星来说,却带来了挑战。为了避免红外线过多导致“探测器饱和”,技术人员不得不大幅减少曝光时间,并仅测量部分光线,从而导致图像模糊。
韦伯望远镜专注于红外线观测有三个主要原因。首先,红外线波长较长,能更容易穿透宇宙中的气体和尘埃,揭示被遮蔽的天体和区域。其次,宇宙中许多低温天体,如系外行星和棕矮星,主要在红外线波段释放辐射。最后,韦伯望远镜的重要任务之一是研究宇宙中最早出现的恒星和星系,这些遥远天体发出的光线在传播过程中因宇宙膨胀而变成红外线。
相比之下,哈勃望远镜更适合拍摄火星。它观测的电磁波波长涵盖了可见光的全部波段,尽管其拍摄的火星图像也不尽如人意。由于衍射效应,光学望远镜存在分辨极限,哈勃望远镜的最小分辨角约为2.54 x 10^-7弧度。这意味着,即使火星与地球距离最近时,哈勃望远镜拍摄火星的分辨率也只有大约14公里。
因此,尽管韦伯望远镜能够捕捉到宇宙深处的神秘光线,但在拍摄近距离天体如火星时,却受限于其设计特性和观测波段。这一发现不仅展示了韦伯望远镜的独特能力,也揭示了科学探索中的局限性和挑战。