韋伯太空望遠鏡公佈首張恆星照片，你需要知道的都在這裡了

十年磨一劍，霜刃未曾試。

韋伯太空望遠鏡釋出的第一張恆星照片

去年聖誕節發射的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡釋出了第一張恆星照片！這是韋伯太空望遠鏡拍攝的第一顆恆星，你沒看錯，是第一顆，這張圖片裡只有一顆恆星……

你可能納悶，這上面不是有十幾顆星星嗎？怎麼會只有一顆？原因是這一張圖片是由韋伯太空望遠鏡的18塊鏡片拍攝的，而這18塊鏡片還沒完成除錯，因此所拍攝的影像並不重合。

用於除錯鏡片的基準恆星

這張照片中的恆星編號為 HD 84406，位於大熊座，拍攝它的目的是用於校準韋伯的18塊六角形鏡片。在韋伯的近紅外相機(NIRCam)冷卻到可拍攝狀態後，除錯團隊近嘗試校準韋伯望遠鏡的18塊鏡片。

選擇這顆星是由於它處在一個相對孤立的位置，周圍沒有其它亮星，可以儘可能降低訊號干擾。

如何實現所有鏡片正確聚焦

在經過粗略調節以後，除錯人員已經把18塊鏡片反射的該恆星的影像調節到鏡頭中央區域附近，粗調算是完成了，除錯人員透過微調每一片鏡片來確認畫面中每一個恆星影像的對應鏡片並進行了編號，後續將根據編號對每一塊鏡片進行精確微調，直到上面的18個恆星重疊為1顆恆星為止。不過由於鏡片是三維可調的，所以我估計在調整到只有1顆恆星以後還需要同時拍攝兩顆星並使兩顆星完全重疊，整個鏡片除錯才算調節完成。（需要兩顆恆星校準這段是我自己猜的，暫時沒看到NASA相關的報道。）

上圖是每一個星點對應的鏡片編號，韋伯望遠鏡一共由18塊鏡片組成，所以有18個像。下圖是鏡片編號在韋伯太空望遠鏡上的對應位置。

為什麼看起來一樣的鏡片會有三組編號？

這些鏡片看起來是一樣的，都是相同形狀相同大小的正六角形鏡片，但它們實際上是不一樣的。上面的鏡片大致有三種不同彎曲方式的鏡片，每組各6塊鏡片。分別是中間一圈，編號為A開頭的第一組；離中心最遠的六個角，編號為B開頭的第二組；還有夾在六個角之間，編號為C開頭的第三組。由於這三組鏡片分別所處的半徑不同，因此設計的彎曲形式是不一樣的。如果還想不明白的話，看下圖大概就能明白了，整個鏡片向中心凹陷，不同半徑處的彎曲就有差異。只有在相同的半徑圓弧穿過相同的位置的鏡片的彎曲方式才是完全一樣的。

微調完成以後韋伯太空望遠鏡就可以開始拍攝星空了嗎？

微調完成近紅外相機並不能馬上投入使用，原因是目前的近紅外相機僅僅處在可拍攝狀態，但它還沒達到最佳的工作溫度，所拍攝的照片只能用於裝置除錯，從上面圖片就可以看出來噪點是相當嚴重的，甚至出現了一些奇怪的拖影。我去韋伯官網查了一下，目前拍攝用的近紅外相機(NIRCam) 溫度在58K左右，作為一顆需要長時間曝光的紅外線照相機，這溫度是不行的。

近紅外相機(NIRCam)的拍攝頻段是最接近可見光波段的了，拍攝頻段為0.6微米（600奈米紅光）-5微米的波段。它也被設計用於配合完成韋伯太空望遠鏡的整個除錯過程。目前相機感光元件的溫度依然遠高於理想工作溫度。

除了三個近紅外相機外，韋伯還有兩個中紅外相機，中紅外相機的工作溫度則更低，接近絕對零度，目前最低溫的中紅外相機FSM溫度依然有43K，對於中紅外相機來說可謂高溫，還需要長時間的冷卻，這過程預計要到5月份以後。中紅外相機的工作溫度之所以如此嚴苛是因為中紅外的波長更長，對應的黑體輻射譜溫度更低，需要冷卻到更低的溫度才能儘可能消除自身熱量產生的噪點。