马萨诸塞大学阿默斯特分校天文学家获任NASA PRIMA望远镜科学负责人

NASA已选定马萨诸塞大学阿默斯特分校天文学教授亚历山德拉·波普，担任PRIMA科学团队负责人。PRIMA是一架计划中的空间望远镜，旨在观测现有天文台无法探测的远红外宇宙部分。据WWLP报道，该任务已进入B阶段开发，这一阶段将重点完善设计，并推进建造望远镜所需的技术。

PRIMA是“天体物理学探测器远红外任务”（Probe far-Infrared Mission for Astrophysics）的缩写。它是NASA新设“探测器探索者”（Probe Explorers）类别下的首个项目，该类别属于NASA既有的探索者计划。NASA喷气推进实验室负责管理这一任务，而早期的天文台概念则是在弗吉尼亚大学天文学教授杰森·格伦的领导下提出的。

超越韦布的新视野

这架望远镜旨在拓展天文学家利用红外光研究宇宙的能力。詹姆斯·韦布空间望远镜已扩大了对多个红外波长范围的观测，但无法覆盖PRIMA计划探测的远红外范围。

这一空白十分重要，因为远红外观测能够揭示相对较冷的物质，以及在光谱其他部分难以或根本无法探测的过程。NASA计划中的这座天文台将与现有能力结合，提供波普所称的完整红外覆盖范围。

PRIMA进入B阶段并不意味着建造和发射已获得全面批准。该任务首先必须接受确认评审。NASA将利用这项评估审查项目的技术准备程度、管理状况和财务表现，然后决定是否可以进入C阶段，即实施阶段。

如果NASA确认该任务，PRIMA的项目成本将被限制在12亿美元以内。这一数字不包括发射费用或项目本身之外的其他成本。NASA目前计划于2033年发射这架望远镜，并在其投入运行后让它运行五年。

天文台要回答的三个问题

波普帮助确定了PRIMA的三个主要科学目标。其中一个目标涉及行星大气层的形成。研究人员计划利用红外光谱学，追踪年轻恒星周围物质盘中的冷水，这些物质盘正是行星形成的地方。这些测量结果有助于科学家了解形成大气层的成分如何聚集和发展。

第二个目标是研究星系与其中心超大质量黑洞之间的联系。科学家将利用这座天文台探索这些巨型黑洞及其宿主星系如何在宇宙时间尺度上共同演化。这种关系对于理解星系如何形成其结构，以及宇宙为何呈现如今的面貌至关重要。

第三个领域涉及比氢和氦更重、更复杂元素的形成。这两种轻元素是在大爆炸中产生的，但形成行星和生命所需的许多成分是在此后产生的。PRIMA的探测器将研究不同环境中、宇宙历史不同时期的宇宙尘埃，帮助研究人员追踪这些元素如何产生并分布。

学生将协助准备这项任务

波普还计划将马萨诸塞大学阿默斯特分校打造为培养项目研究人员的基地。她的实验室将开发软件和其他方法，用于解读PRIMA最终传回地球的数据。该团队计划招募博士后研究人员和研究生，并聘用本科生参与与任务相关的分析工作。

这项准备工作预计将在未来十年持续，包括发射前后。学生将学习望远镜运行后处理实际观测所需的技术，同时为更广泛科学工作中的较小部分作出贡献。

任务进入B阶段，为团队在NASA作出实施决定前测试和改进计划提供了机会。对波普及其合作者而言，这一项目既能帮助他们探索较新的空间天文台留下的未解问题，也能培养分析未来远红外数据流所需的专业能力。