美国宇航局将于周日从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射一台新的太空望远镜,它将帮助科学家探索暗物质、暗能量的本质以及宇宙的其他奥秘。
南希·格雷丝·罗曼太空望远镜大小约为一辆旅游巴士,计划于美国东部时间凌晨2点26分搭乘SpaceX的猎鹰重型火箭升空。发射天气预报显示,有利天气条件的概率为50%。周一美国东部时间凌晨2点22分的备用发射窗口天气条件更好,天气干扰发射的风险仅为30%。
这台新望远镜以美国宇航局首位首席天文学家南希·格雷丝·罗曼的名字命名,她因倡导标志性的哈勃太空望远镜而被称为“哈勃之母”。与她同名的观测站将拥有哈勃的清晰度,但视场至少大100倍,使其能够一次拍摄大片天空。
在做到这一点之前,罗曼太空望远镜必须先抵达距离地球约一百万英里的太空新家。罗曼将位于被称为L2的日地第二拉格朗日点。在那里,地球和太阳相互竞争的引力有助于望远镜在消耗最少燃料的情况下保持稳定轨道。詹姆斯·韦伯太空望远镜也在此点运行,这使航天器能够无遮挡地观测天空。
“我们需要三个多月的时间才能到达那里,我们会利用这段时间检查所有设备,进行大量校准,确保一切按预期工作,”美国宇航局该任务集成与测试科学家杰里米·珀金斯说。“这基本上就像我们检查轮胎,确保对焦正确、指向准确。”罗曼正在进行某种“幽灵狩猎”,寻找更多暗物质的证据——暗物质是一种神秘的无形物质,其引力影响似乎将星系聚集在一起,并定义了宇宙的整体结构。罗曼将在大规模巡天中研究引力如何微妙地影响光线在长距离上的路径。通过这样做,望远镜将帮助绘制普通物质和暗物质的分布图,让科学家更好地了解这种难以捉摸的物质可能是什么。
天文学家还将利用罗曼的观测来揭示暗能量,这种神秘力量被认为驱动着宇宙的膨胀。科学家对暗能量的理解来自对一种称为Ia型超新星的爆炸恒星的观测。这些超新星在宇宙中似乎以已知且可预测的亮度闪耀,因此被称为“标准烛光”。通过编录更多此类超新星,科学家希望更好地理解暗能量的作用方式,这可能从根本上改变天文学家看待宇宙的方式。
罗曼还将搜寻太阳系外的行星。自20世纪90年代天文学家确认其存在以来,已发现超过6000颗系外行星。借助罗曼,美国宇航局预计将通过识别行星经过其恒星前方时引起的星光变暗现象,发现超过10万颗系外行星。该望远镜还希望通过微引力透镜技术发现约1000颗行星——这种技术通过遥远行星的引力引起的背景星光微小变化来搜寻行星。
该航天器还将演示一种技术,能够遮挡恒星光芒并直接拍摄行星照片。
望远镜每天将通过一个冰箱大小的高增益天线传回1.4太字节的原始科学数据。这些数据将立即提供给科学家和公众。
“罗曼在五年主要任务结束时的数据库将比你的标准音乐流媒体平台还要大,”珀金斯说。
由于数据量巨大,美国宇航局通过一个名为Roman Nexus的云系统向所有人开放这些数据。对珀金斯来说,这正是这项任务的独特之处——任何人都可以查看原始数据并发现新事物。
“这些都是我们意料之外的东西,”他说。“正是这些百万分之一概率才能看到的现象,借助罗曼我们能够看到,这让我非常兴奋。”