6.6: 大型望远镜的未来

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学习目标

在本节结束时，您将能够：

描述下一代地面和天基观测站
解释建造这些天文台所涉及的一些挑战

如果你曾经去过徒步旅行，你可能很想知道这条路的下一个弯道会发生什么。研究人员也不例外，天文学家和工程师正在研究技术，这些技术将使我们能够探索宇宙中更遥远的部分，并更清楚地看到它们。

计划在未来十年建造的首要太空设施是詹姆斯·韦伯太空望远镜（图\(\PageIndex{1}\)），该望远镜（与传统不同）是以美国宇航局早期管理者之一而不是科学家的名字命名的。这台望远镜将有一个直径为6米的镜子，像凯克望远镜一样，由36个小六边形组成。一旦望远镜到达距离地球约150万公里的稳定轨道点（如果需要维修，目前没有宇航员可以在那里旅行），这些轨道就必须展开。该望远镜计划于2021年发射，应具有探测第一代恒星所需的灵敏度，这些恒星是在宇宙只有几亿年历史时形成的。凭借测量可见光和红外波长的能力，它将成为哈勃望远镜和斯皮策太空望远镜的继任者。

alt — 图：\(\PageIndex{1}\)詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）。这张照片显示了 JWST 在进行低温测试时的一些镜子。反射镜暴露在极端温度下，以便精确测量其在加热和冷却过程中形状的变化。（来源：NASA/MSFC/David Higginbotham/Emmett Given）

观看此视频，详细了解詹姆斯·韦伯太空望远镜，以及它将如何在哈勃允许我们开始探索宇宙的工作基础上再接再厉。

在地面上，天文学家已经开始建造大型天气测量望远镜（LSST），这是一台8.4米的望远镜，其视野比任何现有望远镜都要大得多。它将快速扫描天空以发现瞬态变化，这些现象变化很快，例如爆炸的恒星和靠近地球运行的大块岩石。 LSST预计将在2021年首次亮相。

国际伽玛射线界正在规划切伦科夫望远镜阵列（CTA），即两个望远镜阵列，每个半球一个，将间接测量来自地面的伽玛射线。 CTA 测量的伽玛射线能量是费米望远镜所能探测到的一千倍。

全球有几组对研究可见光和红外线感兴趣的天文学家正在探索建造镜面大于30米的地面望远镜的可行性。停下来想想这意味着什么：30 米是足球场长度的三分之一。从技术上讲，建造和运输直径为30米或以上的单一天文镜是不可能的。这些巨型望远镜的主镜将由较小的镜子组成，这些镜子全部对齐，因此它们组合起来就像一个非常大的镜子。其中包括在夏威夷莫纳克亚山顶建造的三十米望远镜。

这些项目中最雄心勃勃的是欧洲超大型望远镜（E-ELT）（图\(\PageIndex{2}\)）。（天文学家试图超越对方，不仅是这些望远镜的大小，还有它们的名字！） E-ELT的设计要求使用39.3米的主镜，该主镜将遵循Keck的设计，由798个六角镜组成，每个镜的直径为1.4米，并且都精确地固定在适当的位置，从而形成连续的表面。

alt — 人物\(\PageIndex{2}\)艺术家对欧洲超大型望远镜的构想。这台望远镜的主镜宽度为39.3米。该望远镜正在智利北部的阿塔卡马沙漠建造中。

智利北部阿塔卡马沙漠的场地于2014年开始施工。 E-ELT以及由美国天文学家领导的国际联盟正在建造的三十米望远镜和巨型麦哲伦望远镜将集光能力与高分辨率成像相结合。这些强大的新仪器将使天文学家能够解决许多重要的天文学问题。例如，它们应该能够告诉我们行星在其他恒星周围形成的时间、地点和频率。它们甚至应该能够为我们提供这些行星的图像和光谱，因此，也许可以为我们提供第一个真实的证据（来自这些行星大气层的化学成分），证明生命存在于其他地方。

看看这个有趣的图表，将计划中和现有的最大望远镜的大小与常规篮球和网球场的大小进行比较。

摘要

新的甚至更大的望远镜正在绘制中。詹姆斯·韦伯太空望远镜是哈勃望远镜的6米后继望远镜，目前计划于2018年发射。伽玛射线天文学家正计划建造CTA来测量高能的伽玛射线。天文学家正在建造LSST，以便以前所未有的视野和直径为24.5至39米的新一代可见光/红外望远镜进行观测。