資深天文攝影師彼得·勞倫斯(Pete Lawrence)發表在英國廣播公司(BBC)科技專欄的文章中說,這些光柱是星光碰到鏡面邊框衍射(是指波遇到障礙物時偏離原來直線傳播的物理現象,也稱繞射)後匯總的效果。
這些光柱的數量和望遠鏡的構造緊密相關。韋伯太空望遠鏡的最大特色,是由18塊六角形的小鏡面拼湊而成的一個巨大的六角形鏡面。而在主鏡的前面,還有三面次鏡,一個是垂直朝上,另外兩個與它分別呈150度夾角。三面次鏡一起對主鏡起到了支撐的作用。
星光進入每個鏡面,都會被鏡面兩邊的邊框按照一定的角度衍射,在照片上看起來就是兩道光柱。所以,這三個次鏡的六個邊框一共會產生六道光柱。
那為什麼最終照片上的星星周圍衍生出八道光柱?事情還不是這麼簡單!這些次鏡支架衍射的星光在照片上並不明顯,而六角形主鏡邊框衍射的光線在照片上更加明顯。主鏡邊框的衍射光在照片上出現夾角都是60度的六道光柱,形態對稱。
那麼主鏡產生的六道光柱加上次鏡的六道光柱,總共會有12道衍生光柱,而最後的照片上只有八道。這是設計的效果,工程師讓次鏡產生的4道衍射光和主鏡產生的4道衍射光正好重合。由於主鏡產生的衍射光較明顯,所以次鏡產生的衍射光柱在最後的照片上看不出來。
因此,當我們仔細觀看韋伯望遠鏡所拍攝的照片上的一顆星星,較大的六道光柱來自主鏡邊框衍射的效果,兩條小一些的光柱就是來自次鏡的衍射光。越亮的星星所看到的這些光柱越明顯。
再觀察仔細一點,會發現這些光柱像虛線,勞倫斯說,這是光線的干涉造成的。在產生光柱的過程中,這些衍射光波之間有的互相加強,有的互相抵消,所以最後產生的光柱線條上各個區域光線的強弱不一,所以看起來不是均勻的實線。◇