NASA新太空望远镜将探索宇宙的重大谜团

南希格蕾丝罗曼望远镜有助于解答一些最重大的宇宙问题。美国国家航空航天局

美国国家航空航天局计划发射一台太空观测站，它可能有助于解开现代天文学中的一些最大谜团。南希格蕾丝罗曼太空望远镜将研究宇宙的起源、构成以及它如何随时间演变。

这座天文台以NASA首位天文学主管及首位女性高管的名字命名。南希格蕾丝罗曼曾为我们对恒星的理解做出重要贡献，并在塑造NASA的天基天文学项目中发挥了关键作用。

该望远镜正为佛罗里达州肯尼迪航天中心的计划发射做最后的准备工作。它比原计划提前了八个月，且未超出预算——这对NASA的旗舰任务来说是罕见的成就。

与詹姆斯韦布空间望远镜不同，后者旨在以极高的细节度观测单个天体，罗曼望远镜则是为大规模巡天而建造的。它将覆盖宇宙的广阔区域，让天文学家能够构建出更全面的宇宙图景以及宇宙的变化过程。

罗曼有着不同寻常的历史。它最初是一颗备用间谍卫星，由负责从太空收集情报的美国ZF机构捐赠给美国国家航空航天局。

Roman携带美国国家航空航天局（NASA）添加的两种主要仪器。它们是广域仪器和日冕仪。广域仪器将探测来自宇宙的红外光。红外光的波长比可见光的波长稍长。这使得该仪器能够穿透宇宙尘埃，更深入地观察宇宙。

南希格蕾丝罗曼，美国国家航空航天局首位天文学主管，曾在该机构位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心被拍摄。美国国家航空航天局欧洲空间局，CCBY

它的视场——即指向特定方向时能观测到的天空范围——约为哈勃太空望远镜红外相机的100倍，但清晰度相近。宽视场仪器的性能还意味着，它勘测宇宙的速度约为哈勃的1000倍。哈勃需要数百年才能完成的观测，罗曼望远镜只需很短时间就能完成。

日冕仪的设计目的是阻挡附近恒星的强烈眩光。这个想法有点像把手放在太阳前面，以便更容易看到它旁边的微弱物体。

通过抑制星光，日冕仪将使天文学家能够测试直接成像其他恒星周围的暗淡行星以及尘埃和气体盘的方法。

罗马望远镜已准备好发射（美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心）

在其任务期间，罗曼望远镜预计将探测到数十亿个星系和数千亿颗恒星。罗曼望远镜的规模与精度相结合，赋予了它强大的能力。它将观测足够广阔的天空以揭示宏大的宇宙模式，同时对星系和恒星进行足够精确的测量，以探测到微小但重要的效应。

宇宙演化

现代宇宙学——研究宇宙如何起源和演化的学科——基于一个非常成功的模型。根据这个宇宙模型，普通物质——构成恒星、行星和人类的物质——只占宇宙万物的一小部分。宇宙的其余部分由两种看不见的神秘成分组成。

首先是暗物质，它约占宇宙的25%。这种物质既不反射也不吸收光，但其引力有助于维系星系的稳定。相关任务可通过追踪它在宇宙历史不同时期如何塑造星系的形成，来帮助揭示暗物质的本质。

关于宇宙如何演化的主要模型一直非常成功，但也存在一些问题的迹象。美国国家航空航天局

第二个不可见的成分是暗能量，它约占宇宙的70%。其确切性质仍然难以捉摸，但暗能量正在导致宇宙加速膨胀。几十年来，天文学家一直认为它是恒定或均匀的。然而，近期的研究结果暗示暗能量可能会随时间变化。罗曼将对这些相互竞争的观点进行验证。

如果暗能量是恒定的，这意味着宇宙会永远膨胀下去。如果暗能量发生变化，则可能指向我们现有理论之外的新物理学。

罗曼望远镜或许有助于解决一个长期存在的谜题：为什么我们观察到的宇宙正处于物质密度和暗能量密度大致相当的时刻。在早期宇宙中，物质占主导地位。

暗物质构成了宇宙底层结构的一部分，这一结构被称为宇宙网。欧空局

在遥远的未来，暗能量预计将完全占据主导地位。当前时代似乎是两者之间的过渡阶段——一段持续数十亿年的宇宙间歇期，但在宇宙的生命周期中却很短暂。

这可能是一个简单的巧合，也可能是关于宇宙新见解的线索。例如，可能是暗能量随时间变化，可能是引力在宇宙尺度上表现不同，或者我们的宇宙模型中缺少某些成分。区分这些情况需要跨越漫长宇宙时间的观测——而这正是Roman将提供的数据类型。

暗能量：这种被认为是恒定的神秘力量是否真的会随着宇宙时间而变化？

超越宇宙学

罗马望远镜的科学研究范围远不止暗能量。它将开展迄今为止规模最大的太阳系外行星调查，利用一种名为引力微透镜的技术探测数千颗新行星。

微引力透镜现象是指前景恒星的引力短暂弯曲并放大来自更遥远背景恒星的光线——就像一个自然的放大镜在我们和遥远天体之间穿过。如果前景恒星带有行星，该行星会在信号中产生一个微小的额外增亮，从而揭示其存在。

罗马望远镜能够发现其他系外行星探测技术难以找到的天体。美国国家航空航天局、欧洲空间局以及G培根（空间望远镜科学研究所）

这些系外行星中的许多很难用两种最广泛使用的系外行星探测技术——凌日法和径向速度法来发现。利用微引力透镜法，罗马望远镜可以找到宽轨道行星、低质量行星，甚至是不围绕任何恒星运行的自由漂浮行星。

罗曼望远镜也属于巡天天文学的新时代。它的宽视场能力使其与其他主要任务并列。欧洲空间局的欧几里得空间任务正在绘制数十亿个星系的图谱，以研究暗物质和暗能量。建在智利山顶的薇拉C鲁宾天文台将反复扫描南天。

罗曼望远镜已完成组装，正在进行发射前的最后准备工作。美国国家航空航天局斯科特威辛格

这些天文台共同协作，将帮助天文学家跨越不同波长、距离和时间尺度绘制宇宙地图。

罗曼望远镜也将与詹姆斯韦伯太空望远镜合作，识别天空中的大规模模式和异常天体，韦伯随后可以对这些天体进行详细研究。这种广度与深度的结合在现代天文学中越来越重要。

Roman的最大影响可能来自意想不到的方面。通过对大片天空的反复观测，它将探测到罕见事件和以前未被发现的现象。对天文学家来说，这是该任务最令人兴奋的方面之一。

通过以前所未有的细节绘制宇宙地图，罗曼望远镜将为我们当前对宇宙学的理解提供有力的检验——并可能为新物理学指明方向。

相关知识

太空望远镜是部署在地球大气层外的天文观测设备，能摆脱大气湍流、光污染等干扰，获得更清晰的天体图像。例如哈勃太空望远镜，自1990年发射以来，观测到遥远星系、黑洞、系外行星等，极大推动了人类对宇宙起源与演化的认知，是天文研究的重要工具。

BY: Noelia Noël

FY: AI

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