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2025-12-19 0
43亿超级望远镜完工！破解宇宙最大谜团，寻找外星生命更近一步
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2025年12月19日 20:28 1
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文|锐资
编辑|锐资
前言：
家人们，天文学界最近传来重磅喜讯！NASA在11月25日宣布，南希・格雷斯・罗曼太空望远镜在马里兰州戈达德航天飞行中心完成最终组装，最早2026年秋季就能发射升空，比原定计划提前了好几个月。
这台造价43亿美元的“红外巨眼”可不简单，它带着一个终极使命，搞清楚“人类在宇宙中是否孤独”。
未来五年的主任务期间，它预计能发现超过十万颗系外行星、数亿颗恒星和数十亿个星系，还能揭开暗能量的神秘面纱，天文学要迎来观测革命了！
重磅官宣！43亿“红外巨眼”完工，提前发射探宇宙
咱们先看看这台望远镜的“硬核配置”。它的核心是一面2.4米口径的主镜，尺寸和哈勃望远镜完全一样。
说出来你可能不信，这面主镜其实是美国国家侦察局捐赠的备用间谍卫星光学系统，算是“废物利用”的顶级典范。
但罗曼望远镜和哈勃的相似之处也就到此为止了。哈勃的主相机视野只有3.4角分，而罗曼的广域仪器视野达到0.28平方度，相当于哈勃的100倍！
也就是说，罗曼拍一张照片覆盖的天空面积，哈勃得拍100张才能凑够，效率直接拉满。这台广域相机可是个狠角色，2.88亿像素，是有史以来送入太空的最大天文相机之一。
它里面装了18个探测器芯片，每个芯片都有1600万像素，专门用来探测近红外波段的光线。
这个波长范围太关键了，遥远星系的光线会因为宇宙膨胀发生红移，刚好落到红外区域，而且红外光还能穿透尘埃云，让我们看清恒星和行星的诞生地。
除了广域相机，罗曼还搭载了技术先进的日冕仪。这玩意儿的作用特别酷炫，能抑制恒星的强光，让本来暗淡的行星显露出来。
要知道恒星和行星的亮度差异能达到十亿倍，就像在探照灯旁边找一只萤火虫，难度可想而知。
和传统日冕仪不同，罗曼的日冕仪采用主动控制，能实时调整来补偿光学缺陷，精准度更高。整个罗曼望远镜重达4.2吨，折叠状态下能轻松装进SpaceX猎鹰重型火箭的整流罩。
而且它不需要像詹姆斯・韦伯空间望远镜那样进行复杂的展开过程，发射后的风险大大降低。
要知道，韦伯望远镜不仅比原定时间晚了十多年，成本还从5亿美元飙到100亿美元，而罗曼能提前完工，在太空项目频繁超支延期的背景下，简直是个奇迹。
NASA副局长阿米特・克沙特里亚都忍不住称赞，说团队用严谨的工程实现了能拓展人类宇宙认知的天文台。
破解暗能量之谜，掌控宇宙命运
接下来聊聊罗曼望远镜的核心科学任务，第一个就是揭开暗能量的神秘面纱。这种神秘力量占据了宇宙总能量的68%，正在驱动宇宙加速膨胀。
1998年，两组天文学家通过观测遥远超新星发现了宇宙加速膨胀的现象，还拿了2011年的诺贝尔物理学奖，但二十多年过去了，暗能量到底是什么，依然是物理学最大的谜团之一。
为了搞懂暗能量，罗曼可是准备了“组合拳”：用弱引力透镜技术测量星系形状的微小扭曲，绘制暗物质分布图。
通过星系团计数追踪宇宙大尺度结构的演化；利用重子声学振荡作为“标准尺”，测量宇宙膨胀历史；还有把Ia型超新星当成“标准烛光”，计算不同宇宙时代的距离。
这些方法都需要大面积巡天观测，罗曼的高纬度巡天会覆盖2000平方度天区，深度达到26等，相当于能看到两千公里外点燃的一支蜡烛。
这么庞大的数据集里会包含数亿个星系的精确测量，能给暗能量的性质提供前所未有的约束。
NASA科学任务局副局长尼基・福克斯都说，宇宙膨胀加速是我们这个时代最大的谜团，而罗曼就是为找答案而生的。
第二个核心任务，就是寻找系外行星，这也是它探索“人类是否孤独”的关键。
虽然开普勒和TESS等任务已经确认了超过五千颗系外行星，但它们主要用的是凌星法，只能找到轨道平面刚好经过视线方向的行星，局限性很大。
捕获超新星，挖掘宇宙亿万年秘密
罗曼会用一种更厉害的方法，引力微透镜技术。当一颗恒星及其行星系统经过更遥远的背景恒星前方时，它们的引力会放大背景星光，形成独特的亮度变化曲线。
通过分析这些曲线，就能探测到行星的存在和质量。这种方法特别擅长发现远离恒星的行星，比如类似木星轨道位置的行星，甚至是没有宿主恒星的流浪行星。
罗曼会持续监测银河系中心方向的密集恒星场，预计能发现数千颗微透镜行星，建立第一个统计上完整的行星质量分布和轨道分布图。
到时候我们就能知道，行星系统的典型配置是什么样，类似太阳系的结构到底是常见还是罕见。
而它搭载的日冕仪，还能对已知的系外行星系统进行观测，通过光谱分析研究行星大气成分，寻找水蒸气、甲烷、二氧化碳等分子的特征。
虽然罗曼本身还没能力探测到生物特征气体，但它能为未来的宜居性任务铺路，比如正在规划中的宜居世界天文台。
喷气推进实验室的日冕仪项目经理赵冯都说，打造能帮助回答“我们是否孤独”的工具，是件艰巨但意义重大的事。
其实罗曼的科学潜力远不止这些。它的宽视场能力让它成为发现瞬变天体的利器，五年任务期间预计能捕获数万次超新星爆发。
包括一些罕见类型，这能帮助改进宇宙距离阶梯，提高哈勃常数的测量精度。
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