NASA新型太空望远镜可绘哈勃级细节全天空图

天文online

09-13 22:28 来自北京

太空望远镜能绘制哈勃级细节全天空图

美国国家航空航天局的罗曼太空望远镜将以类似哈勃望远镜的灵敏度对天空的广阔区域进行勘测，帮助科学家研究从暗能量到遥远系外行星的各类事物。来源：美国国家航空航天局。

美国国家航空航天局（NASA）的罗曼太空望远镜将把对宇宙的全景观测与探测暗能量和神秘天体的强大工具相结合。

美国国家航空航天局（NASA）的南希格蕾丝罗曼太空望远镜距离发射仅一天之遥，它的设计初衷是以前所未有、任何大型太空望远镜都无法企及的方式来观测宇宙。

罗曼望远镜将结合类似哈勃的清晰度和100倍更大的视场，使其能够以远超哈勃的速度扫过天空的广阔区域。它将搜寻遥远的星系、暗物质、暗能量、垂死的恒星以及隐藏在其他恒星光芒中的行星。

亚利桑那大学的几位教职员工和学生将前往卡纳维拉尔角，参加美国国家航空航天局继詹姆斯韦伯太空望远镜之后的下一个旗舰天体物理学任务的发射。罗曼的科学运作预计将于2027年1月开始。

NASA的南希格蕾丝罗曼太空望远镜在佛罗里达州NASA肯尼迪航天中心的有效载荷危险服务设施内完成封装后被拍摄下来，之后将与SpaceX猎鹰重型火箭对接。图片来源：NASA悉尼罗德（罗茨）

比哈勃视野广阔得多

韦伯望远镜的设计目的是深入观测宇宙中相对较小的区域。罗曼望远镜的优势将在于观测范围的广度。

这两台望远镜都能观测红外线，这意味着天文学家将能够对它们的观测结果进行比较和整合。结合起来，罗曼望远镜和韦伯望远镜能够提供比任何一个单一天文观测任务都更完整的宇宙图景。

罗马望远镜的主镜直径为7。9英尺，与哈勃太空望远镜的镜子尺寸相同。但罗马望远镜的其中一个仪器将使其拥有显著更广阔的视野。

宽视场仪器的设计目标是匹配哈勃相机的灵敏度，同时成像面积大100倍的区域。

哈勃太空望远镜在太空服役的30多年里，大约观测了夜空的0。1％。罗曼太空望远镜有潜力以相同分辨率覆盖整个天空。

这种广阔的视野应该使罗曼望远镜尤其擅长发现罕见天体。科学家预计它将捕捉到从濒临死亡的恒星、新行星到巨大星系团等各种天体。

亚利桑那大学的研究人员将帮助把这些观测结果转化为新的发现。

美国国家航空航天局（NASA）的南希格蕾丝罗曼太空望远镜的三大主要观测项目，在这张信息图中得到了重点展示，能让天文学家以前所未有的视角观测宇宙，揭示散布在广袤时空区域内的数十亿个宇宙天体。来源：美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心

探测暗物质与暗能量

在罗马望远镜最主要的目标中，有宇宙学里两个最深奥的谜团：暗物质和暗能量。

暗物质不会发光，但其引力会影响整个宇宙中的星系和其他结构。暗能量是科学家赋予与宇宙加速膨胀相关的神秘影响的名称。

这些不可见的成分加起来几乎构成了整个宇宙。

美国国家航空航天局（NASA）选择了亚利桑那大学的亚利桑那宇宙学实验室来支持两项旨在了解其性质的研究，一项涉及广域科学团队，另一项涉及项目基础设施。

天文学与物理学教授伊丽莎白克劳斯（ElisabethKrause）带领着宽视场科学团队利用罗曼太空望远镜进行运动学引力lensing研究。

该团队获得了200万美元用于开发一种名为运动学引力透镜的宇宙学测量方法。

通过将罗马望远镜的图像与光谱数据相结合，研究人员希望能比以往更精确地测量暗物质和暗能量。

将数百万个星系转化为宇宙学研究

亚利桑那大学的另一个团队将在多机构项目基础设施团队利用罗曼高纬度成像调查最大化宇宙学科学成果中发挥主导作用。

天文学与物理学教授蒂姆艾夫勒（TimEifler）带领着将对罗曼望远镜的宇宙学数据进行解读的工作组。

Roman将探测附近和极遥远的星系。天文学家将确定这些星系的位置并测量它们的属性，以建立庞大的目录。

研究人员随后将使用计算机模型把这些目录转化为关于宇宙基础物理的信息。

那需要大量的计算能力。

NASA罗马项目向艾夫勒的实验室拨款80万美元用于开始计算资源，这些资源将成为一个新的全校性高性能计算系统的一部分，该系统预计近期投入使用。

该实验室将在未来五年内再获得240万美元用于开展这项研究。

这套基础设施将带我们从编目工作迈向宇宙学解读，艾夫勒说，我们将能够开展诸如确定宇宙中暗能量和暗物质的含量等工作。

艾夫勒还担任宇宙学小组的联合主席，该小组汇集了来自世界各地的1000多名科学家。

能把社区成员聚集起来，并围绕这个科学项目组织大家行动，真是太棒了，他说，这真的是一份理想的工作。

探寻隐匿于星光中的行星

罗曼不仅会对大尺度宇宙进行测绘，还将测试直接拍摄其他恒星周围行星的强大新方法。

它的日冕仪使用掩膜、棱镜、探测器、滤光片和自调节反射镜来抑制恒星的强光。

一旦这种眩光减弱，天文学家就可以尝试观测围绕恒星的更昏暗的行星和星盘。

几乎所有已知的系外行星都是通过间接方法发现的。例如，一种常见的方法是测量行星从其恒星前方经过时恒星光线的微小减弱。

罗曼的日冕仪采用了不同的方法，尝试直接观测行星本身。

该仪器有望探测到比其宿主恒星暗1亿倍的行星。这比现有的天基日冕仪性能提升了100到1000倍。

它将成为未来宜居世界天文台的关键探路者，舒勒沃尔夫表示。沃尔夫是天文学副研究教授，领导日冕仪仪器的观测规划工作组。该天文台是一款被推荐的望远镜，专门设计用于在其他太阳系中寻找生命迹象。

准备研究外星世界

亚利桑那大学的其他几位研究人员参与了罗马日冕仪的研发，并将参与未来的观测。

包括月球与行星实验室主任马克马利、天文学副教授伊万S道格拉斯、斯图尔德天文台助理研究教授拉米亚安切以及天文学博士后研究助理贾斯汀霍姆。

马利打算和月球与行星实验室（LPL）副教授泰罗宾逊以及月球与行星实验室博士后研究员扎拉布朗一起，利用日冕仪数据来研究太阳系外行星的大气层。

布朗一直在对自发光巨行星的气候和光谱进行建模。这些行星通常非常年轻且炽热，以至于能产生自身的热红外光。

她的模型可以预测大气温度、成分和云层，以及每颗行星应辐射的红外光谱。

这些预测很重要，因为这些天体中的许多从未在这些波长下被研究过。

预测的光谱对于规划至关重要，布朗说，罗曼号的日冕仪要处理极其微弱、高对比度的目标，因此团队必须安排足够的观测时间来探测候选目标，同时又不能过度消耗该任务有限的可用时间。

安切的团队正在研究太阳系外行星系统的结构。

与此同时，霍姆正在牵头开展相关工作，以确定最适合用于校准日冕仪的恒星。他还负责利用地面望远镜开展前期观测项目，这些项目将有助于确定罗曼后续研究的目标。

科学运营于2027年1月开始。

一旦罗曼号在一月开始科学探测工作，其观测数据将向整个科学界的研究人员开放。

亚利桑那大学将牵头开展九项经美国国家航空航天局批准的、利用罗曼望远镜数据的研究项目，获得超过200万美元的资助。

这些项目的研究范围将远远超出暗能量和系外行星。研究人员还将调查超大质量黑洞、引力透镜、星系形成、再电离以及宇宙尘埃。

结合了哈勃望远镜般的细节和更广阔的视野，罗曼望远镜旨在发现其他望远镜容易忽略的天体，让天文学家了解这些发现如何融入更宏大的宇宙图景。