詹姆斯·韦伯太空望远镜艺术家的印象

韦伯望远镜上的关键仪器达到-266°C的工作温度

图片来源:Dreamstime

美国宇航局詹姆斯·韦伯太空望远镜上探测红外光的关键仪器已经降至最终工作温度,仅比绝对零度高几度。

中红外仪器(MIRI)在3个多月后的4月7日达到了-266°C它在圣诞节当天发布在2021年。

与韦伯的其他三个仪器一样,MIRI最初在韦伯的阴影下冷却下来tennis-court-size的时候温度下降到零下183摄氏度,但进一步的温度下降需要电力驱动的低温冷却器。

MIRI项目经理Analyn Schneider说:“团队在进入关键活动时既兴奋又紧张。最后,这是一个教科书式的程序执行,更酷的性能甚至比预期的要好。”

低温是必要的,因为韦伯的四台仪器都能探测到比人眼能看到的波长稍长的红外光。

遥远的星系、隐藏在尘埃茧中的恒星和太阳系外的行星都发出红外光。其他温暖的物体也是如此,包括韦伯自己的电子和光学硬件。冷却四个仪器的探测器和周围的硬件可以抑制这些红外辐射。MIRI探测到的红外波长比其他三种仪器长,这意味着它需要更冷的温度。

韦伯探测器需要低温的另一个原因是为了抑制一种叫做暗电流的东西,暗电流是探测器内部原子振动产生的电流。

暗电流模拟了探测器中的真实信号,使探测器产生了被外部光源击中的错误印象。这些虚假信号会淹没天文学家想要寻找的真实信号。由于温度是探测器中原子振动速度的衡量标准,降低温度意味着振动更小,这反过来意味着暗电流更少。

MIRI探测较长红外波长的能力也使它对暗电流更敏感,因此它需要比其他仪器更冷才能完全消除暗电流的影响。仪器温度每升高一度,暗电流就增加大约10倍。

一旦MIRI达到目标温度,该团队就开始了一系列检查和测试,以确保探测器按预期运行。

MIRI项目科学家迈克·雷斯勒说:“我们花了数年时间练习那一刻,运行我们在MIRI上执行的命令和检查。”“这有点像电影剧本:我们要做的每件事都写下来并排练过。当测试数据出现时,我欣喜若狂地看到它看起来完全符合预期,我们有一个健康的仪器。”

在MIRI开始其科学任务之前,该团队仍将面临更多挑战。

现在仪器处于工作温度,团队成员将拍摄恒星和其他已知物体的测试图像,这些图像可用于校准,并检查仪器的操作和功能。

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