万益资讯网

美国有一台为间谍卫星打造的望远镜,造好之后一直没上天,闲置在仓库里。后来,负责太

美国有一台为间谍卫星打造的望远镜,造好之后一直没上天,闲置在仓库里。后来,负责太空侦察的美国国家侦察局把它捐给了NASA。天文学家接手一看:这镜子的规格和哈勃空间望远镜相当,与其让它按原本的设计盯着地球,不如掉个头,去看整个宇宙。

十几年后,这台“二手”望远镜脱胎换骨,成了NASA的下一代旗舰空间天文台:南希·格雷丝·罗曼空间望远镜(Nancy Grace Roman Space Telescope)。它以NASA首位天文学部主任命名,她也是这家机构的首位女性高管,一手推动了美国的空间天文计划,2018年去世,享年93岁。

罗曼望远镜计划8月底从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射,比原定日程提前了8个月,还没超预算。对NASA的旗舰任务来说,这两件事凑在一起,几十年难得一见。

罗曼望远镜跟韦布空间望远镜(JWST)走的路子完全不同。韦布像一台超长焦镜头,对准单个目标看得极深极细;罗曼则是广角镜头,一次收进一大片天空。它的视场,也就是镜头一次能看到的天区范围,约是哈勃红外相机的100倍,清晰度却不相上下。同样一片天,哈勃要拍几百年,罗曼快1000倍,很快就能扫完。

按计划,它将在任务期内看到数十亿个星系、几百亿颗恒星。这些数据首先要对付的,是宇宙的成分问题。

按目前最成功的宇宙学模型,构成恒星、行星和人体的普通物质,只占宇宙的一小部分。剩下的由两种看不见的东西包办:一种是暗物质,约占25%,它既不发光也不吸光,却用引力把星系拢在一起;另一种是暗能量,约占70%,正是它在推着宇宙加速膨胀。

几十年来,天文学家一直假设暗能量是恒定的。但近年的观测露出一丝苗头:它可能随时间在变。这两种可能,结局天差地别。如果暗能量恒定,宇宙会一直膨胀下去;如果它在变,那可能意味着现有物理理论之外还藏着新东西。罗曼望远镜通过测量不同宇宙年代里星系的分布和演化,可以给这两种说法当裁判。

还有一件事让宇宙学家睡不好觉。在宇宙早期,物质的密度远高于暗能量;在遥远的未来,暗能量将彻底占据主导。而我们恰好生活在两者密度大致相当的过渡期。从宇宙的寿命来看,这个过渡期转瞬即逝。纯属巧合,还是模型里缺了什么?要分辨,就得拿到横跨极长宇宙时间的观测数据,而这正是罗曼要交的货。

宇宙学之外,它还要干一件大事:用引力微透镜技术,开展迄今规模最大的系外行星普查。当一颗恒星从更远的恒星前方经过,它的引力会像一块天然放大镜,短暂地弯折并增亮背景星光;如果这颗恒星带着行星,信号里还会多出一个小小的亮斑,行星就这样暴露了。靠这一招,罗曼有望找到数千颗新行星,包括轨道很远的、质量很小的,甚至不绕任何恒星、在星际间流浪的行星,其中不少是常规探测手段很难触及的目标。

它还带了一台星冕仪,专门遮挡近邻恒星刺眼的光芒,道理就像抬手挡住太阳,才能看清旁边暗弱的东西。天文学家将用它试验直接给系外行星拍照的技术,为未来寻找类地行星铺路。

罗曼不是单打独斗。欧洲空间局的欧几里得空间望远镜正在给数十亿个星系画像,智利山顶的薇拉·鲁宾天文台将反复扫描南天。罗曼负责在大范围里找出异常的目标和图案,再交给韦布凑近细看。一广一深搭配干活,正成为天文学的新常态。

不过在天文学家看来,这台望远镜最令人期待的,可能还是那些谁都没预料到的东西。反复扫描大片天空,最容易撞见的就是罕见事件和前所未见的现象。

天文学家正屏息等待,迎接那片尚未被点亮的未知。

~~~~~~

图为有望解答一些最重大宇宙谜题的南希·格雷丝·罗曼空间望远镜,图源:NASA

信源:Noël, Noelia. "NASA's new space telescope will tackle some of the universe's biggest mysteries." Phys.org, edited by Lisa Lock, 23 July 2026