韦伯望远镜拍摄的星星为何都发出八条光柱?


韦伯望远镜拍摄的星星为何都发出八条光柱?



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 。
【韦伯望远镜拍摄的星星为何都发出八条光柱?】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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