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小行星撞击地球？全球饥荒？别急，2021年科学家都安排上了( 三 )

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- 詹姆斯·韦伯太空望远镜发射 -
詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST） 。 ｜图源：NASA
2020年 ， 哈勃太空望远镜已经在太空中辛勤工作了30年 。 它彻底改变了我们看到的宇宙 ， 也彻底改变了天文学 。 哈勃望远镜更加精准地测量了宇宙膨胀的速度 ， 使得我们可以将宇宙的年龄确定为138亿年 。
2021年10月 ， 哈勃太空望远镜的继任者 ， 美国宇航局（NASA）建造的詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）将发射升空 。 这是人类迄今为止建造的最强大、最复杂的太空望远镜 。
JWST 的4个主要任务是：搜寻宇宙大爆炸后第一批恒星和星系发出的微光 ， 研究星系的形成和演化 ， 理解恒星和行星系统的形成 ， 探索行星系统和生命的起源 。 与此相关的天文现象更容易在红外波段观测到 ， 而不是在可见光波段 ， 因此 ， 与哈勃望远镜主要进行可见光波段的观测不同 ， JWST 具有更强大的红外波段的观测能力 。
耗资88亿美元的 JWST 将试图复制哈勃望远镜的成功 。 它可以在-230摄氏度的冰冷环境下工作 ， 覆盖的波长范围更为宽广 ， 这意味着我们将看到更深远、更清晰的宇宙图景 。
- 引力波探测的新方法 -
图源：LIGO/T. Pyle
在新的一年里 ， 天文学家可能会展示一种探测引力波的新方法：通过精确地测量脉冲星发出的信号 ， 来探测两个遥远星系中心的超大质量黑洞相互绕转时产生的长波涟漪 。
石头投掷到池塘中 ， 会在水中激起涟漪；与此类似 ， 黑洞这样的大质量天体碰撞时 ， 会剧烈地扭曲周围时空 ， 产生时空的涟漪——引力波 。 2015年 ， 人类第一次探测到了两颗黑洞碰撞融合时产生的引力波；2017年 ， 第一次探测到了两颗中子星碰撞并合产生的引力波 。 不过 ， 超大质量黑洞并合时产生的引力波仍然没有被探测到 。
天文学家猜测 ， 在每一个星系的中心都寄居着一颗超大质量黑洞 ， 我们的银河系也不例外 。 当两个星系缓慢融合时（例如我们的银河系与临近的仙女座星系将在大约40亿年后发生碰撞） ， 中心的超大质量黑洞会彼此绕转舞动 ， 释放出引力波 。 正如狮子的吼叫比小老鼠的吱吱叫更深沉一样 ， 超大质量黑洞产生的引力波也比较小黑洞的频率更低 ， 波长更长 。 地面上的引力波探测器（比如LIGO）对这样的长波涟漪束手无策 ， 我们只能寄希望于宇宙中的脉冲星 。
脉冲星是高速旋转的中子星 ， 以稳定的周期持续发送射电信号 ， 就像是茫茫宇宙中的灯塔 。 即使是微弱的引力波扰动 ， 也会改变脉冲星和地球之间的相对位置 。 通过测量数十个脉冲星的信号 ， 就可以确认是否有引力波经过 。
- 改变小行星轨道的探测器 -
图源：NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben
2020年12月23日清晨 ， 疑似一颗火流星坠入青海玉树 ， 瞬间照亮夜空 ， 发出轰隆隆如打雷般的声响 。 这次撞击地球的很可能只是一颗小小的陨石 ， 但人类对小行星撞击地球的担忧一直存在：我们会不会重蹈恐龙灭绝的命运？
太阳系中有大约25000颗较大的小行星 ， 我们目前只探测到了其中大约8000个 。 为了应对小行星撞击的威胁 ， 科学家们一直努力对太阳系内的小行星进行监测 ， 如果它们的运行轨道可能与地球冲撞 ， 就要尽早筹谋应对之策 ， 或者完全炸毁小行星 ， 或者利用人工撞击改变它们的轨迹 。

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