自去年 12 月以来的四个月里,人们通过微波无线电发射发现了一系列太空分子。首先是伯克利的研究小组发现了氨(Cheung, AC, Rank, DM, Townes, CH, Thornton, DD 和 Welch, WJ,Phys. Rev. Lett., 21, 1701; 1968),然后是同一个团队发现了水(Nature, 221, 626; 1969),现在,更令人惊讶的是,位于西弗吉尼亚州格林班克的国家射电天文台的 L. E. Snyder、D. Buhl、B. Zuckerman 和 P. Palmer 发现了甲醛(Phys. Rev. Lett., 22; 1969)。麻省理工学院的一个小组也一直在使用阿雷西博望远镜寻找硫氢化物的信号,但迄今为止没有成功(Meeks, ML, Gordon, MA, and Litvak, MM, Science, 163, 173; 1969)。无论如何,伯克利团队在哈特克里克天文台发现来自氨和水的信号,一定是受到了 C. Townes 教授的影响。Townes 教授最近从麻省理工学院搬到了伯克利,似乎把他对微波频谱的兴趣也带了过来。显然,这种热情已经蔓延到了西弗吉尼亚州,在那里,用 140 英尺望远镜调查的 23 个来源中,有 15 个发现了甲醛 (HCHO)。12 月之前,唯一从无线电发射中在太空中发现的分子是羟基自由基,它是 1963 年在麻省理工学院发现的。到目前为止,所有被探测到的分子辐射都来自星系的低温区域,因此这些信号不仅仅是好奇。低温区域是尘埃和气体云,据信它们正在收缩成恒星和行星系统。除了射电测量有望提供恒星形成过程中分子浓度和温度的估计值外,还可能揭示原始大气的成分,从而揭示生命的起源。甲醛的发现被认为意义重大,因为它间接证明了低温星际云中存在甲烷。不幸的是,似乎没有希望通过射电辐射在太空中探测到甲烷,而甲烷是生命起源所必需的化学物质之一,但射电天文学现在有可能至少部分回答氨、水和甲烷等物质最初是如何出现在原始大气中的问题。这就引出了一个问题:这些分子是如何在太空中形成的。星际尘埃粒子是冷云的重要组成部分,它们可能会促进一种过程,如果原子碰撞占主导地位,这种过程发生的可能性就会小得多。
詹姆斯·韦伯太空望远镜揭开了最伟大的起源故事。韦伯是美国宇航局最新的顶级太空科学天文台——注定会像它的前身哈勃一样家喻户晓。这是美国宇航局科学的阿波罗时刻:韦伯将从根本上改变我们对宇宙的理解。它可以观察整个宇宙,从行星到恒星,从星云到星系甚至更远——帮助科学家揭开遥远宇宙以及离地球更近的系外行星的秘密。韦伯可以以精致的新细节探索我们太阳系的居民,并搜索有史以来第一个星系的微弱信号。从新形成的恒星到吞噬黑洞,韦伯将揭示所有这些以及更多。韦伯的设计旨在建立在其他航天器的突破性发现之上,例如哈勃太空望远镜和斯皮策太空望远镜。哈勃用可见光和紫外光观察宇宙,而韦伯则专注于红外线,这种波长对于透过气体和尘埃观察远处的物体非常重要。继斯皮策在红外领域开辟道路之后,韦伯将凭借面积几乎大 60 倍的主镜带我们走得更远。最后,韦伯的镜子不仅具有哈勃惊人的分辨率,而且灵敏度更高,并且可以在太空中完全调节。韦伯的大镜子和先进的仪器套件受到五层遮阳板的保护,遮阳板展开后大小可与网球场相当。整个天文台折叠起来以装入运载火箭,并在太空中展开。这种复杂的部署顺序从未在太空望远镜上尝试过,韦伯的惊人工程设计包括许多突破技术界限的创新。韦伯是人类智慧的壮举。该任务历时二十多年,来自 14 个国家和 29 个美国州的数千名科学家、工程师和其他专业人士为此做出了贡献。韦伯望远镜的发射是一个关键时刻,彰显了 NASA 及其合作伙伴欧洲航天局 (ESA) 和加拿大航天局 (CSA) 的奉献精神、创新精神和雄心壮志,但这仅仅是个开始。该天文台在太空中运行的六个月是一个令人兴奋但又令人紧张的时刻,在此期间,数千个部件和序列都必须在距离地球近一百万英里的地方正确地协同工作。当望远镜开始收集数据时,这一阶段达到高潮——这对任务、NASA、美国和全世界来说都是一个真正意义重大的庆典。基本天文学问题推动了韦伯望远镜独特的设计、尖端的能力和无与伦比的红外灵敏度——所有这些都旨在提供宇宙的新视角,并以非凡的科学发现激发我们的想象力。这是我们在了解人类在浩瀚宇宙中的地位方面向前迈出的一大步。