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光谱成像技术助力韦布太空望远镜探索太空
光谱成像技术助力韦布太空望远镜探索太空
2022-07-13 17:51:44

北京时间2022年7月12日22时30分左右,一代“鸽王”詹姆斯·韦布(James Webb)太空望远镜,终于睁开了“宇宙之眼”!天文学家陆续公布了韦布太空望远镜(JWST)拍摄的首批照片。这组照片包含:船底座星云、南环星云、系外行星WASP-96 b光谱图、斯蒂芬五重星系以及韦布首张宇宙深场图。


韦布太空望远镜是由美国航空航天局(NASA)主导研发的大型红外太空望远镜,也是迄今为止口径最大的太空望远镜。该望远镜总耗资约100亿美元,被喻为“100亿美金开工大吉”。历时20多年建造完成,主要用于研究早期宇宙中恒星和星系的演化等等。下面我们来赏析一下这台百亿美元望远镜首次公布的宇宙靓照合集。

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(左)船底座星云(中)南环星云(右)系外行星WASP-96 b是一颗系外行星

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(左)斯蒂芬五重星系(右)“韦布首张宇宙深场”照片


与此同时,在韦伯这张照片里,科学家找到的最古老的一个天体,是左上角的这一团红雾。


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这是一个星云,科学家计算它距离我们131亿光年!也就是说,我们拍到的,是这个星云131亿年前的样子!这个星云发出的光在宇宙中奔波了131亿年才来到我们这,被韦伯望远镜拍下。 


要知道,科学家推测宇宙诞生才大约137亿年,这意味着,我们看到的这个星云,是在宇宙大爆炸诞生6亿年之内的婴儿星系!


韦伯望远镜还对它进行了谱分析,分析出了宇宙诞生初期的星系元素构成,主要还是氢,氧和氖。还有更重要的一点是,韦伯望远镜拍这张照片,总共只曝光了12.5小时,就拍出来了这一切。而当年哈勃望远镜拍的那张,前后曝光时间超过了10天!


韦伯望远镜靠着更大口径的主镜和更灵敏的相机。提高了灵敏度,大大减少了曝光所需的时间。这意味着,在同样的服役时间里,韦伯望远镜能花更少的时间,让科学家研究更多的目标! 


无论如何,今天公布的这张意义非凡的照片,也被研究人员们亲切地称为韦伯深空照,对应了多年前哈勃拍下的高清深空照。


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光谱作为物质的指纹,是人类认知世界的有效手段,广泛应用于太空探索领域。


但受制于传统光谱检测设备体积庞大、价格高昂、成像缓慢的痛点,像韦布太空望远镜曝光时间也需要十几个小时,在消费级工业级场景应用受限。


传统成像设备采用扫描成像方式,成像需要几十秒钟的时间,这是因为推扫式高光谱检测仪为了实现扫描过程,一般利用外接扫描平台或内置式带动光谱仪运行,将一个点投影成一条线,不仅增加了耗电量,而且速度慢,检测效率比较低。另外一个重要问题是采用滤光片式光谱分辨率不高,不能满足需要快速的高光谱应用检测场景。


技术一直在进步,与光科技坚信,随着光谱芯片的推出,相信近几年,随着进入该行业的人才越来越多,光谱分辨率和稳定性的痛点会被逐一解决。


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图:堆扫式高光谱成像系统示意图


与光科技以快照式CMOS超光谱成像芯片为核心技术,推出斓彩系列光谱成像产品,为半导体行业注入了一股新鲜的活力。相比与传统成像设备不需要线阵扫描,极大缩小成像时间,实现真正的快照式成像。


作为全球前沿的研究领域,光谱芯片的技术壁垒较高、专业人才紧缺。与光科技将不断深耕光谱芯片,构建技术壁垒、打造团队核心竞争力,持续引领全球光谱芯片技术的发展。与光科技专注于为全球客户提供先进的光谱芯片AI算法智慧感知方案,为行业赋能,支撑客户高效发展。


参考链接:

1.  重磅!价值百亿美元的“韦布太空望远镜”首批五张照片正式公布!

2.  韦伯望远镜首批照片发布!25年烧掉100亿美元,每张信息量爆炸,今天这张照片值得热搜!


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