Cosmos · · 3 min read
罗曼太空望远镜启程,开始巡查红外宇宙
新近发射的罗曼太空望远镜将结合哈勃级别的细节和宽得多的视野,用于研究星系、瞬变天体以及太阳系附近的天体。
南希·格雷斯·罗曼太空望远镜已启程前往第二太阳—地球拉格朗日点,即L2。它于2026年8月30日从肯尼迪航天中心发射升空。Spacemart.com报道称,一枚SpaceX猎鹰重型火箭于美国东部夏令时间上午7:26从39A发射复合体升空,目前望远镜已开始调试。
罗曼望远镜旨在观测大范围天空,同时不牺牲通常与较窄视野观测相关的细节。其拥有3亿像素的近红外相机,能够在同一宽广视野中捕捉太阳系内的行星及其他天体,以及恒星、遥远星系和快速变化的宇宙事件。不过,这项任务的重大发现将来自长期进行的大量观测,而不是一张照片。
宽广视野与类似哈勃的细节
罗曼望远镜的宽视场仪器包含18个探测器。它们合起来覆盖的天空面积几乎是哈勃最宽视野曝光范围的100倍,同时保持相当的红外清晰度。罗曼的每张图像覆盖的区域都大于满月在天空中的视直径;哈勃的红外宽视场相机3号所覆盖的天空面积大约只有其二百分之一。
这种差异将在任务期间不断累积。NASA预计,在最初五年里,罗曼望远镜成像的面积将超过哈勃最初三十年所覆盖面积的50倍。它巡查天空的速度最高可达哈勃的1,000倍,同时在近红外波段提供相近的灵敏度和分辨率。
罗曼望远镜的主镜宽2.4米,与哈勃相同。这块光学镜片最初来自国家侦察局,但后来为这座新天文台进行了大幅改造。工程师重新塑形并抛光了镜面,涂覆了适合近红外观测的银膜,并研制出罗曼望远镜所需的支撑、热控和校准系统。
这种速度与覆盖范围的结合意味着,单个视场中可能同时包含恒星、星系、超新星、活动星系核以及来自太阳系外围的运动天体。天文学家将比较不同时刻拍摄的图像,以区分漂移天体和静止源,或区分短暂爆发与通常平静的星系。
盘点变化中的遥远天体
重复观测将让罗曼望远镜利用同一份大型巡天档案研究天文学的多个领域。一项获批的计划拟搜索银河系核球时域巡天的前三个观测季,寻找约1,000个柯伊伯带天体。这些天体将通过巡天期间进行的数千次测量加以识别,而不是在一次曝光中将它们全部找出。
预计高纬度时域巡天将提供数量尤其庞大的爆炸事件样本。一项由NASA支持的模拟估计,它可能探测到约100,000次天体爆炸,其中包括约27,000颗Ia型超新星和60,000颗核心坍缩超新星。其中超过1,000颗Ia型超新星的爆发时间可能距今超过100亿年。
这项巡天还将追踪黑洞周围的活动。预计获得的样本包括约40次潮汐瓦解事件;当恒星被撕裂、其物质在落向黑洞的过程中升温时,就会发生这种事件。活动星系亮度的变化将提供另一种途径,用于研究超大质量黑洞如何成长并吞噬物质。
预计罗曼望远镜的宽视场观测活动将生成包含超过10亿个星系的目录。通过测量位于这些星系与地球之间的物质所造成的星系形状细微变化,研究人员可以绘制暗物质分布图,并研究宇宙结构如何演化。
为未来搜寻行星提供技术
罗曼望远镜还搭载了第二台仪器:一台日冕仪,旨在遮挡附近恒星的光线,从而观测暗得多的行星及其周围的尘埃。该系统使用掩模、探测器、棱镜和可变形镜,并通过数千个执行器进行控制,以调整入射波前。
NASA预计,这项技术的性能将比早期的空间日冕仪提升100至1,000倍。其正式演示安排在任务开始后的18个月内进行。这台仪器将观测大型气态系外行星和星周盘,而不是试图寻找完整的类地世界种群。它的长期价值在于验证未来望远镜可采用的方法,以搜寻围绕类似太阳的恒星运行的较小行星。
罗曼望远镜高度超过42英尺,重量接近18,000磅。其发射准备工作包括振动、加速度、温度变化和真空环境测试。望远镜的外筒组件有助于屏蔽杂散光并调节温度,在离心机测试中承受了超过地球重力七倍的力。
预计这艘航天器每天将传输11太比特的信息,相当于约1.4太字节。其计划下行速度为每秒250至500兆比特,使数据处理成为任务的核心环节。软件将搜索档案,寻找微弱的轨迹、短暂的闪光和细微的畸变;这些特征在单张图像首次抵达地球时可能无法被识别。
罗曼望远镜正前往L2周围的晕轨道,该点距离地球约一百万英里。预计飞行和调试阶段将耗时约三个月。这座天文台将与韦伯望远镜和欧洲航天局的欧几里得任务一同驻留在该区域,不过每台望远镜的能力和科学目标各不相同。