

一颗前间谍卫星目前正由NASA进行改造,用于搜索太阳系以外的行星。一旦投入使用——太空机构计划在未来五年内发射这艘飞船——它就有可能通过搜寻其太阳系遥远区域的行星来揭示生命本身的起源。
詹姆斯·韦伯空间望远镜终于发射并进入全科学运行模式后,天文学界正热切期待下一次重大发射——南希·格蕾丝·罗马空间望远镜。除其他任务外,罗马望远镜将是一台杰出的系外行星搜寻器,它将揭示关于太阳系和类似我们地球行星形成的关键信息。
然而,起初,这项任务似乎永远不会实现。在21世纪初,NASA和能源部的科学家都提出了建造一颗新卫星来研究宇宙最遥远区域的计划,希望了解暗能量——宇宙神秘加速膨胀的名称——的成因。然而,随着政治和财政资源的转移,用于开发后来成为JWST的项目,该提案因此而搁浅。
然后,在2011年,一份意想不到的礼物出现了。据了解,国家侦察局(NRO),这家美国政府内负责为NSA、CIA和其他三个字母机构建造和运营间谍卫星的机构,似乎有一些……剩余品。在美国纽约州北部的一个仓库里,存放着两面镜片,与哈勃空间望远镜上的镜片相似,而NRO似乎已经用不上它们了。该机构免费将这两面镜片赠予了NASA。
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为了让你体会到这有多么不可思议,想象一下设计和发射JWST所花费的所有时间和金钱以及工程技术。现在,想象一下,一个间谍机构不仅拥有另外两个JWST级别的仪器,而且还“不再需要它们了”。
虽然镜片的实际成本仅占此类太空任务总预算的一小部分,但这份意外的馈赠却为这颗卫星争取到了支持,该任务也获得了它的第一个正式名称:广域红外巡天望远镜(Wide-Field Infrared Space Telescope),简称WFIRST。
WFIRST目前预计将于2026年至2027年发射(尽管可能更晚,因为其研发因JWST升空延迟而受到影响),它已获得了新的绰号,以纪念NASA第一位女性高管南希·罗马(Nancy Roman),她也曾担任该机构在20世纪60年代和70年代的第一任首席天文学家。
罗马望远镜的镜片尺寸与哈勃望远镜相同,但其视场要宽得多。配备足够大的相机,它一次就能相当于“一百个哈勃”。俄亥俄州立大学的天文学教授、罗马任务的领导者之一斯科特·高迪(Scott Gaudi)表示,该团队希望在其计划的五年首要任务中找到约1500颗系外行星。然而,很难确定确切的数字,因为“罗马望远镜正在试图找出”围绕其他恒星运行的行星数量,他说。
除其他科学目标外,罗马空间望远镜的主要任务之一将是利用一种称为引力微透镜的创新技巧来搜寻新的系外行星族群。
高迪说,微透镜是指“当一个行星系统从我们的视线附近经过时,遥远的背景恒星的光线会被暂时放大。”微透镜依赖于纯粹的巧合:当你凝视一颗恒星时,如果另一个天体正好穿过与该恒星的视线,由于光线绕过该天体而弯曲,背景光会短暂地增强。
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穿行于其中的天体可能是一个完整的行星系统,也可能是一颗游离的“流浪”系外行星,脱离了任何恒星。天文学家目前只知道几十颗这样的“迷失之星”,但他们估计我们的银河系可能充斥着数千亿颗这样的行星。罗马望远镜可以找到小至火星大小的流浪系外行星,并可能将我们的目录扩大到几百颗。这将为天文学家提供关键信息,了解太阳系形成过程中有多么混乱,从而有助于微调类地行星发展的模型。
由于微透镜技术难以识别靠近其母星运行的行星,罗马空间望远镜将无法发现“地球2.0”。相反,它将专注于搜寻远离其恒星运行的行星,这类似于我们太阳系中的气态和冰巨星。天文学家不知道以木星和土星为主的太阳系是否典型,或者像海王星和天王星这样的冰巨星是否更常见。又或者更小的行星:与任何其他系外行星搜寻望远镜不同,罗马望远镜将能够探测到质量仅为月球几倍的行星。
对远离其恒星运行的行星进行首次全面调查,对于理解地球类行星的起源至关重要。高迪说:“由于我们认为地球类行星上的所有水都是从行星系统的外围区域输送来的,因此通过对这些区域进行调查,我们可以开始了解潜在宜居行星的普遍程度。”
如果这还不够,罗马望远镜还有一项行星搜寻绝技。它将携带一个日冕仪,这是一种可以屏蔽附近恒星光线并直接成像其周围系外行星的设备——这是JWST甚至无法做到的壮举。
总而言之,高迪对这个即将推出的超级望远镜最让他兴奋的地方给出了一个简单的评价:“意想不到!”