韋伯太空望遠鏡之後？更強大的天文望遠鏡即將登場

生物 04-04

自伽利略發明第一臺天文望遠鏡後的三個世紀裡，望遠鏡的口徑增長了超過100倍，集光能力更提升至原先的10,000倍以上。然而，這樣的進步後來卻陷入停滯。

1949年至1976年間，最大的望遠鏡鏡片屬於口徑5.1公尺（200英吋）的海爾望遠鏡，被譽為「帕洛瑪的玻璃巨人」。在更大的BTA-6望遠鏡部分失敗後，許多天文學家無奈地認為，光學波長望遠鏡的極限已經到來。要更深入觀測宇宙，就必須將望遠鏡送上大氣層之外。

韋伯太空望遠鏡（JWST）採用18片六角形鏡片組成的主動光學系統，重新點燃了這場競賽。目前紀錄保持者加那利大型望遠鏡的集光面積達74平方公尺，是海爾望遠鏡的四倍多。但與即將問世的巨無霸相比，這還只是小巫見大巫。

未來十年內，三大巨型望遠鏡將陸續啟用：巨型麥哲倫望遠鏡（GMT）、三十公尺望遠鏡（TMT）和極大望遠鏡（ELT）。它們的集光面積分別達到368、655和978平方公尺，其中最大的ELT更是海爾望遠鏡的30倍。相較之下，JWST的集光面積僅25.4平方公尺。雖然太空觀測具有無可比擬的優勢，但ELT在某些領域（如直接觀測鄰近恆星周圍的類地行星）預計將超越JWST的能力。

延遲問題不僅限於太空望遠鏡。TMT因選址夏威夷毛納基山引發爭議，導致工程暫停。GMT和ELT也可能面臨各種挑戰。儘管如此，這些望遠鏡預計將在2027至2029年間首次觀測，其中GMT初期將僅使用最終七片鏡片中的四片。

在此之前，薇拉·魯賓望遠鏡即將登場。雖然略小於現有最大望遠鏡，但其超廣視野能每數晚就拍攝整個可見天空。預計明年首次觀測，2024年全面運作。

在無線電波領域，現今最大的單一碟型望遠鏡是中國的500公尺口徑球面射電望遠鏡（FAST）。而像甚大天線陣（VLA）這樣的陣列望遠鏡，則透過多個碟型天線組合來擴大集光面積。

即將建置的平方千米陣列（SKA）將由澳洲和南非的數千個天線組成，總集光面積達一平方公里。南非核心區位於狐獴國家公園，澳洲部分則使用13萬個低頻天線。SKA將以前所未有的精度驗證廣義相對論、探索第一代恆星出現前的宇宙、繪製十億個星系圖，並推進暗物質研究。它還將調查諸多無法解釋的無線電波源，成為搜尋外星文明的最佳利器。