超級恒星

　　JWST還會(hui) 探測遙遠星係中爆發的恒星。這些超新星十分明亮，即使在遙遠的距離上也能被看到。它們(men) 可以作為(wei) 暗能量強有力的探測器，而暗能量則被視作是驅動宇宙加速膨脹的原因。JWST所具備的靈敏度可以觀測到紅移在15左右的單個(ge) 超新星，不過它們(men) 可能十分罕見、難以尋找。在建的大型地麵望遠鏡也許可以幫助JWST尋找合適的目標。

　　宇宙膨脹的另一個(ge) 結果是，我們(men) 會(hui) 看到高紅移處的宇宙在以低速運轉。例如，一顆近距超新星通常隻要花幾天的時間就能達到亮度峰值，然後再花幾個(ge) 月的時間淡去。但是一顆出現在紅移為(wei) 10處的超新星會(hui) 花一個(ge) 月的時間來達到亮度峰值，然後花數年的時間來變暗。為(wei) 此你需要一個(ge) 壽命較長的探測任務以及耐心。

[圖片說明]：JWST上搭載的近紅外攝譜儀(yi) 中將使用幾十萬(wan) 個(ge) 微快門（上圖），每一個(ge) 可獨立開啟和關(guan) 閉的微快門隻有幾根頭發絲(si) 的寬度（下圖）。版權：NASA。

　　天文學家相信第一代恒星具有至少100個(ge) 太陽質量，所發出的光亮要超過太陽數百萬(wan) 倍，在爆發成為(wei) 超新星之前僅(jin) 能存活幾百萬(wan) 年。雖然JWST也許能捕捉到一個(ge) 這樣的罕見爆發，但它卻具有足夠的靈敏度來定位這些恒星的聚合體(ti) 。第一代恒星是否會(hui) 形成星團？或者第一代恒星是否會(hui) 抑製近鄰的恒星形成？我們(men) 都還不知道。

　　最近有研究提出，一種新奇的恒星可能會(hui) 進入JWST的視野中。這些恒星所包含的大部分是暗物質，這些神秘的物質構成了宇宙物質的大多數。

　　一些理論認為(wei) 暗物質是由迄今未知的亞(ya) 原子粒子所組成的，當這樣的兩(liang) 個(ge) 粒子碰撞時就會(hui) 發生湮滅，釋放出大量的能量。而這一暗物質粒子的相互湮滅可以為(wei) 恒星演化的新階段提供能源。

　　計算發現，這些暗物質星（簡稱“暗星”）的質量可以達到100,000～10,000,000個(ge) 太陽質量，直徑則可以達到日地距離的100倍。一旦湮滅過程耗盡了其核心的暗物質，“暗星”就會(hui) 轉變成一顆燃燒核燃料的普通大質量恒星。它們(men) 最終會(hui) 坍縮成黑洞――也許就此形成了今天在每個(ge) 大型星係中心所發現的超大質量黑洞的種子。這是一個(ge) 驚人的預言，如果“暗星”真的存在，那將是非常奇妙的。

抽絲(si) 剝繭

　　在更為(wei) 靠近我們(men) 的地方，JWST的紅外靈敏度還將使得它能探測恒星和行星形成的多塵場所。像獵戶星雲(yun) 這樣的正在形成恒星的造星工廠都位於(yu) 在塵埃雲(yun) 之後，雖然看上去很美，但卻隱藏了其中正在發生的事情。HST已經分辨出了最終可能會(hui) 形成行星的含塵星周盤，但是JWST的紅外觀測能力和更高的分辨率將能穿透這些塵埃繭，使得天文學家可以一窺其中的產(chan) 星過程。

　　JWST上所有的成像設備都包含了星冕儀(yi) ，它可以遮擋中央恒星所發出的光進而來觀測其附近暗弱的天體(ti) 。2004年，HST使用這一技術在可見光波段首次拍攝了亮星北落師門周圍的區域。圖像顯示了一個(ge) 圍繞北落師門的塵埃環。有天文學家認為(wei) ，在北落師門和這個(ge) 環內(nei) 邊緣之間有一顆行星正在通過引力擾動這個(ge) 環，並由此預言了這顆行星的位置。2008年這個(ge) 小組使用HST直接拍攝到了這顆行星北落師門b。

　　JWST也許可以分辨出北落師門環中小到日地距離10倍的細節，這有可能會(hui) 揭示出其他的行星。對於(yu) 其他的近距盤係統，例如織女星，JWST還將做相同的事情。

　　HST和斯皮策空間望遠鏡都對淩星的熱類木星大氣進行了探測。熱類木星是極為(wei) 靠近其宿主恒星的太陽係外氣態巨行星，它們(men) 有時候會(hui) 從(cong) 地球和其宿主恒星間經過，造成淩星。JWST則將發現更小的外星行星，例如圍繞低溫紅矮星、僅(jin) 幾倍於(yu) 地球質量的超級地球。使用星冕儀(yi) 直接成像以及通過淩星對大氣進行測量，JWST將成為(wei) 一個(ge) 外星行星巡天以及了解行星係統形成的強有力工具。

　　以上僅(jin) 僅(jin) 是JWST將要回答的一小部分科學問題。在發射前一年，全世界的天文學家將提交觀測目標和計劃。和HST的運作方式一樣，一個(ge) 科學小組會(hui) 評估這些提案並為(wei) 其中最好的安排觀測時間。NASA希望天文學家們(men) 能創新性地使用這架空間望遠鏡。暗物質星，奇特的地外行星，新生的星係，沒有人知道JWST最終會(hui) 給我們(men) 帶來些什麽(me) 意想不到的驚喜。