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NASA 的罗马望远镜:James Webb 的继任者将如何利用海量数据绘制宇宙地图

NASA 的罗马望远镜:James Webb 的继任者将如何利用海量数据绘制宇宙地图

詹姆斯·韦伯太空望远镜自去年 7 月发布第一张图像以来,一直在不断揭示宇宙的美丽和神秘——但部署下一个大型太空望远镜的任务已经在顺利进行。

Nancy Grace Roman 太空望远镜将成为 NASA 最新望远镜部署后发射的下一个大型太空望远镜,该望远镜本身是仍在使用的哈勃望远镜的继任者。

从事该项目的一位欧洲航天局 (ESA) 科学家告诉 Euronews.next,罗马发射将开启“天文学的新纪元”。 它将收集比之前发射的任何其他 NASA 任务更多的数据,并试图回答天体物理学中一些最大的问题。

计划最迟在 2027 年发射,与 NASA 一起参与该项目的 ESA 科学运营发展主管 Marco Siriani 解释说,它将能够捕捉“更全面的宇宙视图,并允许进行更多的统计研究。”

在 NASA 领导的任务期间,欧洲航天局为任务贡献了一些技术和专业知识,以换取访问它将提供的空前数量的数据。

以下是对 NASA 下一台大型太空望远镜的期待。

Roman 与 Hubble 和 James Webb 有何不同?

虽然哈勃和韦伯非常擅长放大以详细观察天空的一小部分,但罗曼的视野要宽得多。

它将能够创建比哈勃望远镜大 200 倍的红外图像,同时通过直径 2.4 米的相似大小的镜子提供同样丰富的细节。

Siriani 说,虽然它将能够产生“精彩”的图像,我们已经习惯了哈勃和韦伯望远镜,但它本质上将是“专门用于调查的望远镜”。

“为了查看附近星系中的恒星数量,这对哈勃望远镜的视野来说太多了,我们必须从非常不同的镜头中拼接和制作马赛克。使用罗马法,我们可以拍摄整个星系的照片银河系一枪。”

例如,最近我们邻近的仙女座星系的“马赛克”已经布置了哈勃拍摄的 400 张单独的图像。 Roman 将能够仅使用两张图片绘制具有相同细节级别的相同大图。 这些更大的图像意味着将收集前所未有的数据量。

“只是给你一个想法,在运行哈勃望远镜的 30 年里,我们收集了大约 170 TB 的数据,”Siriani 解释道。 “对于 Webb,我们预计在五年内将拥有 1,000 TB。在罗马生命的 5 年中,我们预计将拥有 20,000 TB。”

最终,它将收集数十亿个星系的数据,以创建“宇宙的 3D 模型”。

回答宇宙谜语

借助这张宇宙全景图,美国宇航局及其合作伙伴希望能够回答天体物理学面临的一些最大问题。

其中一个目标是测试阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论,例如,它在我们太阳系的尺度上得到了很好的测试,但在更大的宇宙尺度上的测试范围较小。

根据理论,宇宙中的可见物质应该会减缓宇宙的膨胀,因此科学家将宇宙的膨胀速度归因于一种神秘的元素——暗能量——他们认为暗能量约占宇宙的 68%。 .

罗曼将为我们提供能够准确测量数百万个星系的位置和距离的数据,并将帮助我们了解宇宙在不同区域的膨胀率。

最终,结果将告诉我们爱因斯坦的引力理论是否需要修改。

外行星数量

罗曼的另一个主要目标是使用一种称为引力微透镜的技术在我们的银河系中发现数千颗新的系外行星。

“如果两颗恒星并排,前景中的恒星会扭曲并放大其后方恒星的光。如果前景中的恒星有行星,我们将看到该行星对光的影响它背后的明星,”Siriani 说。

他补充说,鉴于罗曼将计算数十亿颗恒星,这将提供“一个非常好的统计数据,说明有多少恒星会有系外行星”。

它不仅会探测到新的系外行星,而且 Roman 还将携带第二个主要仪器——称为日冕仪——旨在拍摄靠近其母星的系外行星。 “这是一项非常困难的技术,因为必须抑制星光——它比你想要研究的物体——附近的行星——要亮得多,”Siriani 说。

罗马王冠将尝试直接捕捉大型类木行星,并进行实时校正以提高图像质量。

这将是一个说明性工具——如果它被证明有效,它将成为未来太空观测站使用的技术基础,这些太空观测站将试图直接在其母恒星的宜居带中拍摄类地行星的图像。

ESA对罗马的贡献

欧洲航天局 (ESA) 为罗马尼亚的任务贡献了三项关键技术,以换取在任务期间访问数据和参与谈判的机会。

航天局将提供“星际追踪器”,这是航天器上的小型望远镜,可通过跟踪恒星不断确定其在天空中的位置。 然后它将在部署太阳能电池板之前提供电池来帮助为航天器供电。

最后,它还将提供机载日冕仪探测器。

此外,欧空局测量宇宙膨胀和揭示更多暗能量的特殊任务将于今年夏天启动。

欧几里德太空望远镜将收集信息,然后补充罗曼收集的数据。

与 ESA 对 Roman 的贡献一样,NASA 也对 Euclid 任务做出了小的贡献。

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