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【韦伯望远镜首张彩照公布,星芒密布如蛛网,为何哈勃反而不明显?】
拜登在社交媒体上公布彩照
俗话说:外行看热闹 , 内行看门道 。 平心而论 , 韦伯望远镜的这第一张“镇场”彩照 , 还是相当令人震撼的 , 它历时12.5小时拍摄而成 , 展示了一个距地球46亿光年的巨大星系团SMACS 0723 。 更绝的是 , 这个星系团产生了明显的引力透镜效应 , 将更遥远的星系扭曲和放大 , 形成了奇特的“透镜”现象 。
詹姆斯·韦伯太空望远镜公布的第一张彩照
然而令人没想到的是 , 众多网友并不太在意照片上遍布的古老星系(其中有很多都是首次发现) , 也不怎么关心壮观恢宏的引力透镜奇景 , 而是哪壶不开提哪壶 , 一眼就看到了韦伯望远镜的“痛点”:很多明亮恒星都带着大大小小的八角星芒 , 占据了大片的区域 , 长长的星芒线如同蜘蛛网一般 , 实在是有些扫兴 。
非常明显的八角星芒
更有人专门翻出了早些年哈勃太空望远镜拍摄的同类 , 甚至是同一片天区的照片 , 赫然发现哈勃照片的星芒就比较小 , 不是太明显 , 而且只有4条线 。 要知道哈勃的发射时间距现在已经30多年 , 为什么花了上百亿美元的新锐太空望远镜 , 还特地发射到远离地球的地方 , 怎么在星芒这件事上反而不如垂垂老矣的哈勃呢?是出了啥毛病了吗?
哈勃望远镜拍摄的同一片天区 , 注意恒星的星芒是4条
要想解答这些问题 , 咱先得弄清楚星芒是怎么产生的 。 照片中带星芒的天体都是恒星 , 准确来说是银河系之内的恒星 。 相对那些遥远星系来说 , 这些恒星距离我们“比较近” , 因此也就比较亮 。 但现有的望远镜还没有谁能看清恒星的圆面(太阳除外) , 因此这些恒星在照片上也就成为一个个极亮的点 。
但这是理想情况 , 实际的成像不可能是一个点 。 因为光线是一种电磁波 , 会发生一种叫做“衍射”的现象 , 就是当光线遇到障碍物时 , 有一些掠过障碍物边缘的光线会绕过障碍 , 从而偏离了直线传播 。 这些产生了衍射的光线就成了“杂音” , 体现在照片上 , 就成为亮点周围的衍射图案 。
哈勃望远镜(上)和韦伯望远镜(下)都是反射式望远镜
而天文望远镜一般都是反射式望远镜 , 光线在经过巨大的主镜反射后 , 再会聚到第二级的副镜上 。 这个副镜当然不能漂浮在主镜前面 , 它需要支撑结构才能稳定 。 最常用的支撑结构就是几根棍子 。 而光线在经过这几根棍子的时候 , 就会发生衍射 , 从而使得照片上的明亮恒星周围出现“星芒” , 其形状和数量正好就和棍子的数量有关系 。
光线经过望远镜上的支撑杆 , 形成衍射
哈勃太空望远镜的副镜 , 恰恰就是4个棍子来支撑的 , 因此我们就能看到照片上恒星周围有4条对称的星芒线 , 被称为“衍射十字星” 。 其实能产生衍射的不止是支撑镜片的棍子 , 镜筒的入射孔及至圆形镜片本身的边缘也会产生衍射 , 但这两者造成的星芒是一串同心圆 , 而且比较暗弱 , 不像十字星芒那么明显 。
哈勃望远镜拍摄的天狼星A , 除4条星芒线外还有圆环形的图案
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