
美国太空总署(NASA)最新一代太空天文台「南希·格雷斯·罗曼太空望远镜」(Nancy Grace Roman Space Telescope)即将升空。NASA与SpaceX已完成发射前最终准备,预定于美国东部时间8月30日上午7时26分后,搭乘SpaceX「猎鹰重型」(Falcon Heavy)火箭,从佛罗里达州肯尼迪太空基地的39A发射台升空。
与哈伯同级分辨率 视野却大100倍

罗曼望远镜的主要任务,是以大范围、快速巡天方式研究宇宙演化,尤其针对「暗能量」与「暗物质」两大宇宙谜团,同时搜寻与研究系外行星。
罗曼的主镜直径为2.4米,与哈伯太空望远镜相同,但整体望远镜的技术设计更加轻量化。它搭载主要科学仪器「广域成像仪」,是一套约3亿画素的可见光至近红外线相机及无狭缝光谱仪。其单次观测视野,至少是哈伯红外线相机的100倍,在维持接近哈伯图像分辨率的同时,可以快速扫描大面积天空。NASA估计,罗曼在任务期间将测量约10亿个星系的光线。

此外,罗曼还搭载「日冕仪」(Coronagraph Instrument)技术展示仪,利用遮蔽恒星强光与可变形镜面等技术,直接拍摄部分系外行星。其目标是观测比母恒星暗数十亿倍的行星,为未来直接寻找与研究系外行星开辟道路。
发射并与猎鹰重型火箭分离后,罗曼将前往距离地球约150万公里的「日地第二拉格朗日点」(L2)。这里位于地球背向太阳的一侧,太阳与地球的引力能形成相对稳定的运行环境,使望远镜能长时间保持良好观测条件。附带一提,L2也是詹姆斯韦伯太空望远镜所在的位置,它于2024年发射,己经为天文学家提供相当多改写天文学的重要照片。
前往150万公里外的L2点 预计服役至少5年

罗曼的主要任务寿命为5年,但目前携带的推进剂预计足以支持额外5年的延长任务,因此NASA希望它能运作长达10年。
罗曼最重要的科学目标之一,是研究宇宙最神秘的「暗能量」。天文学家已知宇宙正在加速膨胀,但究竟是什么造成这种加速,目前仍没有答案。
罗曼将透过大规模星系巡天、弱重力透镜、星系分布以及超新星等观测,精确测量宇宙在不同时期的膨胀历史。如果观测结果,显示暗能量的性质会随时间改变,甚至与目前主流的宇宙学模型不符,可能迫使科学家重新思考宇宙的基本结构。
破解宇宙加速膨胀之谜

NASA宇宙学家基思林(Alina Kiessling)表示,科学家真正期待的,正是发现目前理论无法解释的新现象。
同时,罗曼也将利用重力透镜效应、星系分布研究暗物质,绘制宇宙大尺度结构,进一步了解星系如何形成与演化。
这座望远镜以南希·格雷斯·罗曼(Nancy Grace Roman,1925-2018)命名。她是美国著名天文学家,也是NASA历史上第一位首席天文学家,以及第一位担任NASA高阶主管职务的女性。

罗曼1946年取得斯沃斯莫尔学院天文学学士学位,1949年取得芝加哥大学天文学博士学位。她早期研究恒星,曾在叶凯士天文台观测恒星AG Draconis,发现其光谱出现重大变化;后来又进入美国海军研究实验室,从事射电天文学研究。
1959年NASA成立仅半年后,罗曼加入NASA,成为太空天文学计划的重要推动者。她最大的贡献,是长年推动将大型太空望远镜送上太空,积极争取经费、国会支持,并协调天文学家与工程师,最终促成哈伯太空望远镜诞生。
以「罗曼」之名 纪念哈勃望远镜之母

她甚至参与哈伯计划从望远镜尺寸、仪器设计到建造地点等关键决策,因此被誉为「哈伯太空望远镜之母」。她也推动在哈伯使用当时相对新颖的CCD图像感测器,对后来的天文成像技术产生深远影响。
罗曼并不是用来取代哈伯或韦伯,而是与两者互补:韦伯拥有更大的6.5米主镜,擅长对特定目标进行极深、极细致的观测;罗曼则以大视野和高速巡天见长,可以先在广阔天空中发现大量值得研究的目标,再交由哈伯、韦伯等望远镜进行深入观测。

天文学家尤其期待罗曼建立更完整的「行星人口普查」,透过微引力透镜等方法寻找数千颗系外行星,包括目前较难发现的寒冷行星,借此比较不同星系统的结构,了解我们的太阳系究竟是普遍还是特殊。
更重要的是,罗曼将产生规模庞大的宇宙数据。NASA科学家麦克纳里(Julie McEnery)表示,她不只是希望罗曼改变人类对宇宙的理解,而是认为它「一定会」带来改变。
天文学界期待「下一个哈伯时刻」

对天文学家而言,罗曼真正令人期待的,或许不只是它能回答哪些已知问题,而是它可能发现哪些目前根本没有想到的东西——就像哈伯当年开启新的宇宙视野一样,罗曼可能再次改写人类对宇宙的认识。








