美國太空總署的另一個主要天文台羅馬南希格雷斯太空望遠鏡終於完工
馬裡蘭州格林貝爾特——週二(4 月 21 日),在 NASA 戈達德太空飛行中心,我看到科學家們自豪地站在一個金屬結構周圍,該結構配有高聳的橙色太陽能電池板和閃亮的銀色底座。在我面前一間乾淨、無菌的白色房間裡,羅馬南希·格雷斯太空望遠鏡閃閃發光——終於完成了。
「我真的希望並且實際上期望羅馬最令人興奮的科學將是我們沒有想到的、我們無法預測的事情,但這將為未來的任務提出需要解決的深刻的新問題,」羅馬的高級項目科學家朱莉·麥肯尼在周二的新聞發布會上說。
這台太空望遠鏡被任命為美國太空總署第一位天文學主管,也是第一位在該機構擔任行政職務的女性,它應該被證明是我們人類探索宇宙真實本質的另一個有價值的工具。它將躋身於我們天空中其他強大的機器人眼睛的行列 – 著名的儀器,如 詹姆斯韋伯太空望遠鏡 (JWST)、SPHEREx、歐幾裡得太空望遠鏡,甚至還有老歌,但總是令人印象深刻 哈伯。不過,就像每個重要天文台的情況一樣,這個新天文台也有自己的特色。我們很快就會討論其中的一些細節。
畢竟,它現在計劃於 2026 年 9 月推出——比原計劃提前了八個月,而且在預算之內—— 羅馬南希·格雷斯太空望遠鏡 (或簡稱「小說」)有潛力向我們展示我們尚未觸及的宇宙的一部分。
據 NASA 稱,羅曼的主鏡寬約 7.9 英尺(2.4 公尺),與哈伯的主鏡類似。然而,羅曼有能力拍攝比哈伯望遠鏡大至少 100 倍的天空部分影像。
NASA 局長 Jared Isaacman 在簡報中表示:「它的觀測能力比哈伯望遠鏡快 1000 倍以上,並且可以在單張圖像中繪製 200 倍多的天空圖。」 「哈伯需要 2000 年才能處理的事情,羅曼一年就能完成——他就能完成它們——他的大屏幕。
說起來 在上下文中迄今為止,哈伯望遠鏡在其大約 35 年的服務中收集了大約 400 TB 的數據;一旦他的太空工作站完全運行,Roman 應該能夠創建 500 TB 的數據 每年。
至於這些數據可以包含什麼,可能性幾乎是無限的。這通常是一個人的黃金標準 望遠鏡;正如科學家喜歡說的,我們總是希望回答我們從未想過要問的問題。
宇宙和全景
Roman 經過特別校準,可捕捉以下影像 宇宙 在可見光和近紅外光下。不同的望遠鏡以不同波長的光觀察宇宙。例如,JWST 專門從事紅外線觀測,而哈伯望遠鏡的能力使其能夠看到一些紅外光,但主要是可見光和紫外光。
以這種方式進行多樣化很重要,因為你可以想像天空的一部分有不同的層次。舉例來說,許多極遠的物體只能在紅外光中看到(紅外線光由人眼不可見的超長波長組成),因此您需要紅外線望遠鏡來破解該層。但在天空的同一部分也有一些可見光物體需要更詳細的研究,為此你需要一台像人眼一樣強大的望遠鏡。等等。
有幾件事使這部小說與眾不同,包括我們之前討論過的快速數據處理速度。
與 JWST 相比,Roman 的影像(使用其名副其實的廣域儀器 (WFI) 拍攝)將寬 50 倍,但更淺,因為 Roman 不需要像 JWST 那樣深入宇宙深處。正如我們所討論的,它無法像 JWST 那樣看到紅外線,因此看得太遠就會迷失方向。
更具體地說,WFI 由 300 兆像素 近紅外線可見 成像相機和無縫光譜儀(一種特殊工具,可以讓科學家捕捉視野中物體的光分佈)。但這種淺淺的全景景觀有其獨特之處。
這意味著科學家不必那麼小心他們正在觀察天空的哪個部分。他們可以只是進行調查並希望找到一個好的結果來進行縮放。這使 Roman 能夠捕捉快速發生的事件,例如 快速電波暴並增加科學家證明傑出的機會 超新星碰到 中子星 以及其他發生時容易被忽略的現象。
羅馬南希·格雷斯望遠鏡的項目科學家多米尼克·本福德(Dominic Benford)告訴 Space.com:“因此,我們將看到數千顆超新星,其中一些超新星的距離將比我們以前見過的任何超新星都要遠。” “我們將通過爆炸的恆星來追踪宇宙的歷史。”
羅曼也有望幫助我們解開宇宙最大的謎團之一——黑暗面的細節。
黑暗昏暗的宇宙
儘管多年來科學家一直在尋找答案,但他們仍然不知道到底是什麼 暗物質 和 暗能量 是。到目前為止,我們可以肯定的是,宇宙中的正常物質似乎不足以阻止星系像馬在沒有被正確釘牢的睫毛上分崩離析,而且宇宙的持續膨脹速度也比正常情況快得多。第一個是用一種叫做「暗物質」的物質來解釋的,它可以找到正常物質消失的地方,第二個是用驅動膨脹的「暗能量」來解釋的。
這兩種物質共同構成了宇宙的 95%,但從未被確定地被偵測到。如果我可以這麼說的話,這絕對是奇怪的。
當然,在這樣的故事中,無法確定羅曼是否會突然發現什麼 黑暗宇宙 事實上確實如此——但如果一切按計劃進行,我們可以期待它離我們更近一些。
得益於相當廣闊的視野,羅曼將能夠快速成像 星系 產生詳細的宇宙 3D 視圖。因此,它將能夠告訴我們諸如不同星系和軌道的動態等訊息 宇宙的膨脹 – 我們研究暗物質和暗能量的兩種主要方式。
「我們還將研究宇宙本身如何隨著時間的推移而膨脹。這些是解開暗物質、暗能量和宇宙本身結構的基本性質的關鍵,」麥克內裡說。
這並不是說羅曼的其他特殊儀器可以為科學做些什麼。例如,它有一個日冕儀,一種可以阻擋遙遠太陽眩光並幫助任務直接成像的工具 系外行星。事實上,美國太空總署表示,這台望遠鏡的日冕儀可以偵測到比恆星暗一億倍的行星。該機構解釋說,這種能力比現有的天基日冕儀好約 100 到 1,000 倍。 在鏡子裡。
「羅馬日冕儀將能夠直接對來自類似行星的反射星光進行成像 木星 大小、溫度和距母星的距離,」摘要中寫道。
出發之路
現在小說已經結束了,他的下一階段的旅程很快就要開始了。這將包括運送到發射場、運送到 NASA 甘迺迪太空中心 在佛羅裡達州,並接受任何必要的發射相關測試。
到目前為止,羅馬已經進行了大量的發射前測試,包括脆弱的天文台受到極端聲音的撞擊、極端程度的搖晃、暴露在極熱和極冷的環境下——以及更多(都同樣極端)。這聽起來很刺耳,但關鍵是要確保羅馬能夠承受發射的嚴酷和我們所知的最極端的環境:太空。
Roman 天文台集成和測試科學家傑里米·S·珀金斯 (Jeremy S. Perkins) 告訴 Space.com:“剩下的大部分都是最後的箱子和最後的總結。”“有很多毯子封閉,並確保我們已將所有傳感器放入並移除了用於測試的傳感器。”
至於發射程序,在所有方面的測試都完成後,NASA選擇了一種 太空探索科技公司 獵鷹重型火箭將這項寶藏送入太空。有11個 獵鷹重型 迄今為止,230 英尺長(70 公尺長)的車輛的發射成功率為 100%。
一旦進入太空,與火箭分離後,羅曼將到達距離地球約一百萬英里的穩定點,稱為 拉格朗日點 2或L2。這是我們的太空探索者最喜歡去的地方,因為它可以讓他們免受太陽熱量的影響,同時仍然以任務控制中心可以輕鬆與他們通信的方式繞軌道運行。
希望 JWST、Euclid 和其他 L2 船員能夠張開雙臂歡迎 Roman(太陽能板?)。
更正 4/21:Julie McEnery 的名字已更新,以反映正確的拼寫。