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韦伯望远镜拍摄的星星为何都发出八条光柱?

www.creaders.net | 2022-07-19 15:59:56  大纪元 | 0条评论 | 查看/发表评论

  随着韦伯太空望远镜(JWST)第一批照片的发布,人们对宇宙的探索翻开了新的篇章。人们发现,照片里面每颗星星都会发出八道光柱。这是为什么?

  资深天文摄影师彼得·劳伦斯(Pete Lawrence)发表在英国广播公司(BBC)科技专栏的文章中介绍说,这些光柱是星光碰到镜面边框衍射后汇总的效果。

  这些光柱的数量和望远镜的构造紧密相关。韦伯望远镜的主镜是由18个六角形的小镜面拼凑而成的一个巨大的六角形镜面。而在主镜的前面,还有三面次镜,一个是垂直朝上,另外两个与它分别呈150度夹角。三面次镜一起对主镜起到了支撑的作用。

  星光进入每个镜面,都会被镜面两边的边框按照一定的角度衍射,在照片上看起来就是两道光柱。所以,这三个次镜的六个边框一共会产生六道光柱。

  为什么最终照片上的星星周围衍生出八道光柱?事情还不是这么简单。

  这些次镜支架衍射的星光在照片上并不明显,而六角形主镜边框衍射的光线在照片上更加明显。主镜边框的衍射光在照片上出现夹角都是60度的六道光柱,形态对称。

  那么主镜产生的六道光柱加上次镜的六道光柱,总共会有12道衍生光柱,而最后的照片上只有八道。这是设计的效果,工程师让次镜产生的4道衍射光和主镜产生的4道衍射光正好重合。由于主镜产生的衍射光较明显,所以次镜产生的衍射光柱在最后的照片上看不出来。

  因此,当我们仔细观看韦伯望远镜所拍摄的照片上的一颗星星,较大的六道光柱来自主镜边框衍射的效果,两条小一些的光柱就是来自次镜的衍射光。越亮的星星所看到的这些光柱越明显。

  再仔细一些观察,会发现这些光柱像虚线,劳伦斯说,这是光线的干涉造成的。在产生光柱的过程中,这些衍射光波之间有的互相加强,有的互相抵消,所以最后产生的光柱线条上各个区域光线的强弱不一,所以看起来不是均匀的实线。

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