本文最初發表在 對話。 該出版物將文章貢獻給Space.com 專家聲音：專家和見解。
想像一個如此強大的攝像機，以至於可以看到星系的光而不是 130億年前。這正是NASA的詹姆斯·韋伯（James Webb）的韋伯望遠鏡要做的。
自從它開始 2021年12月韋伯（Webb）在距離地面一百萬英里的軌道上，捕捉了深空的驚人圖像。但是它實際上是如何工作的？到目前為止，您怎麼看？秘密在於他強大的相機 – 尤其是那些看不像我們眼睛那樣光明的人。
我是天體物理學家 誰研究超男性的黑色星系和孔，以及韋伯望遠鏡是觀察宇宙中一些最早的星系和黑洞的非凡工具。
當韋伯（Webb）拍攝遙遠的銀河系照片時，像我這樣的天文學家實際上在看到像數十億年前的星系一樣。該銀河系的光線已經在太空中行駛了數十億年，需要到達望遠鏡鏡子。喜歡如何有時間拍攝早期宇宙的照片。
韋伯用巨大的鏡子收集古老的光，向宇宙揭示了新的秘密。
看到熱量的望遠鏡
與常規攝像頭甚至哈勃空間望遠鏡（接收具有可見光的圖像）不同，韋伯是為了看到一種看不見的光線： 紅外線的。紅外光的波長比可見光更長，這就是為什麼我們的眼睛無法揭示它的原因。但是藉助正確的儀器，韋伯可以捕獲紅外光，以研究宇宙中最早，最遙遠的物體。
儘管人眼看不到它，但人們可以使用專用技術（例如紅外攝像機或熱傳感器）將紅外光作為一種熱量形式。例如，夜視眼鏡使用紅外光在黑暗中檢測溫暖的物體。韋伯使用相同的想法來研究恆星，星系和行星。
為什麼紅外線？當遙遠星系的可見光穿過宇宙時， 撒謊。這是因為 宇宙正在擴大。在紅外光中，這種拉伸變成可見光。因此，太空中最遠的星係不再以可見光閃耀 – 它們以蒼白的紅外發光。這是用於檢測的光的構造。
金色鏡子收集最弱的光澤
在光線到達攝像機之前，必須首先由Webb望遠鏡收集 偉大的黃金。該鏡子的寬度超過21米（6.5米），由18個較小的鏡子製成，將其作為蜂窩狀組合在一起。穿著薄薄的真實金色 – 不僅看起來很花哨，而且因為黃金反射紅外的光非常好。
鏡子從深空中收集光，並在望遠鏡的儀器上反射。 最大的鏡子可以收集的光越多 – 而且可以看到。韋伯概述是有史以來最大的太空開始。
在相機內：Nircam和Miri
望遠鏡最重要的“眼睛”是兩種充當相機的科學儀器：Nircam和Miri。
Nircam代表附近的紅外攝像頭。它是韋伯（Webb）上的主要攝像頭，並獲得了星系和星星的驚人圖像。它還具有一個冠狀動脈 – 一種擋住恆星燈的設備，以便可以在明亮彈簧附近拍攝非常淡淡的物體，例如行星旋轉明亮的星星。
nircam通過在紅外附近的光線進行映像來起作用最接近人眼睛的類型幾乎可以看到，並將其分為不同的波長。它不僅可以幫助科學家學習某物的外觀，而且可以從所做的事情中學習。空間中的各種材料吸收並在特定波長處釋放紅外光，創建了獨特的類型 化學步道。通過研究這些指紋，科學家可以發現遙遠的恆星和星系的特性。
好或紅外儀器， 檢測長紅外波長這對於檢測更冷，更具灰塵的物體（例如仍在氣體內部形成的恆星）特別有用。 Miri甚至可以幫助查找有關大氣中分子類型的數據 可以支持生活的行星。
這兩個相機都比地球上使用的標準攝像機更敏感。 Nircam和Mir可以從數十億光年中發現較少量的熱量。如果您將Nircam帶到Webb作為眼睛，則可以看到從腫塊到月球的熱量。這就是如此敏感。
由於韋伯試圖從遙遠的物體中檢測到淡熱，因此必須使自己保持冷。因此它帶有 網球場大小的巨型太陽護罩。這個五層的太陽屏蔽層阻止了太陽，地球甚至月球的熱量，幫助韋伯保持太冷：約-370度F（-223度C）。
美里應該更冷。它具有自己的特殊冰箱，稱為冷凍機器，可將其冷卻至近-447攝氏度（-266攝氏度）。如果韋伯甚至有些溫暖，它的熱量將殺死他們試圖發現的遙遠信號。
將太空燈變成照片
一旦燈到達韋伯望遠鏡攝像機，它就會撞擊稱為探測器的傳感器。 這些探測器 不要以電話攝像機捕獲常規照片。相反，它們將紅外光轉變成數字數據。然後將這些數據發送回地面，科學家處理它們 完整的圖像。
我們在韋伯照片中看到的顏色並不是相機直接“看到”的顏色。由於紅外光是看不見的，因此科學家將顏色分配給不同的波長，以幫助我們了解圖像中的內容。這些精緻的圖像有助於顯示星系，恆星等的結構，年齡和組成。
使用巨型鏡子收集隱形紅外光，並將其發送到超級冷攝像機，韋伯使我們能夠看到宇宙開始後不久形成的星系。
