在浩瀚無垠的太空中，一件革命性的工具已經悄然準 備好推動我們對宇宙的探索 — 詹姆斯．韋伯太空望遠鏡 （James Webb Space Telescope）。作為哈勃太空望遠 鏡（Hubble Space Telescope）的繼任者，韋伯望遠鏡 於2021年12 月升空，旨在揭示星系、恆星和行星形成的 秘密 [1]。由於從極遠距離物體發出的光需要極長的時間 才能到達我們所在的位置，因此我們今天觀察到的實際上 是過去的景象，這為我們提供了一個窺探早期宇宙的機會。 觀察早期星系形成的環境有助科學家追溯我們星系，以及 它所包含行星和恆星的起源。 韋伯望遠鏡以前美國太空總署（NASA）署長命名 [2]， 它代表了人類在使用太空望遠鏡方面的重大發展，亦有史 以來發射到太空最大和設計最複雜的觀測儀器。望遠鏡的 主要組件是主鏡，用於捕捉紅色可見光和紅外線，這有利 於觀察高度紅移的遠距離物體（註一）[3, 4]。主鏡會將光 線反射到較小的副鏡上，然後再反射到儀器進行分析。 一塊大面積的主鏡可以透過從遠距離物體收集更多光 信號以提供更細緻的影像。韋伯望遠鏡的主鏡面積比哈勃 望遠鏡大6.25倍 [4]，但隨之而來的技術難題是怎樣把如 此巨大的鏡子送上太空。為了克服這個障礙，技術人員活 用創意，將望遠鏡像摺紙一樣，設計為一個可折疊的結構， 當中鏡子只會在望遠鏡脫離運載火箭後展開。 韋伯望遠鏡亦是工程技術上一項非凡傑作，皆因它擁 有非常精密的對焦能力。主鏡由18塊以鈹元素製成的六 邊形鏡片組成 [3]，每塊鏡片背後都有稱為致動器的微小 的機械馬達，可以獨立微調鏡片位置。地面團隊可以透過 對鏡片進行微細至頭髮寬度 10,000 分一的精細調整，來 對焦並產生清晰影像 [5]。 由於韋伯望遠鏡在設計上是用於偵測遙遠物體發出的 紅外線信號，因此它需要維持極低的運作溫度，才能避免 自身的熱干擾外來微弱的熱信號。為了使望遠鏡能隔絕來 自太陽、地球和月球等外來的熱和光，科學家設計了一個 Uranus and its moons. The wider image (left) depicts the planet Uranus along with 14 of its 27 moons, and some distant background galaxies. The close-up (right) shows Uranus and its rings in great detail, surrounded by nine of its moons [19, 20]. Photo credit: NASA, ESA, CSA, STScI 網球場大小的五層遮光罩，使熱力被動地從遮光罩各層之 間反射離開，使望遠鏡能在低於零下220°C下運作 [6]。 自2021年發射以來，韋伯望遠鏡不僅為我們帶來一系 列的發現和令人驚嘆的影像，還為哈勃望遠鏡之前拍攝的 影像提供了更深入的資訊。其中一個例子是拍攝在鷹星雲 內的「創生之柱」（Pillars of Creation）（圖一），儘管哈 勃望遠鏡已經捕捉到了當中的棕色雲，但韋伯望遠鏡利用 其紅外線成像技術，捕捉到當中正在形成的新恆星 [7]。 此外，韋伯望遠鏡不僅能拍攝科學家已知最遙遠的星 系 [8]，還收集了一些數據解釋星系之間發生的碰撞（圖二） [9]，以及讓我們了解太陽系內外行星的大氣層 [10-12]。 圖一 由哈勃望遠鏡（左）及詹姆斯．韋伯太空望遠鏡（右）所拍攝的 「創生之柱」[7]。 相片來源： NASA, ESA, CSA, STScI; Joseph DePasquale (STScI), Anton M. Koekemoer (STScI), Alyssa Pagan (STScI) 圖二 NGC 3526 — 圖中的螺旋星系為大約五億年前兩個質量相 近星系碰撞後的殘骸 [13]。 相片來源：ESA/Webb, NASA & CSA, L. Armus, A. Evans 詹姆斯．韋伯太空望遠鏡標誌著人類探索宇宙的一大 進程，其創新設計和尖端技術使其成為一件理想的工具去 加深我們對宇宙的認識。就讓我們繼續關注韋伯太空望遠 鏡的最新動向，緊貼現今科技的最前線！ 1 宇宙紅移：宇宙學家Georges Lemaître和Edwin Hubble在上世紀20 年代發現宇宙正在膨脹，意味著宇宙中每樣物體正相距越來越遠，所以遠距 離物體發出的光在到達我們之前必須行進一段不斷延長的距離 [14]，光波會 因此被拉長，移向光譜中近紅外線的一端，讓星體看起來「更紅」。
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