NASA的Roman空间望远镜进入轨道,将用大视场红外观测研究宇宙膨胀。

罗曼空间望远镜升空,准备测量暗能量

NASA的Nancy Grace Roman空间望远镜已成功发射升空。它搭载史上最大的红外数字相机,以及一面原为间谍卫星设计、直径2.4米的主镜。价值43亿美元的望远镜由SpaceX火箭在佛罗里达州肯尼迪航天中心于当地时间早上7时35分发射,之后将前往最终工作位置。

Roman以NASA首任首席天文学家Nancy Grace Roman命名。它将研究推动宇宙膨胀的暗能量,也会观测银河系恒星和绕行它们的行星。它是三座互补巡天设施中的最后一座,另外两座是2025年启用、由美国主导的智利Vera C. Rubin天文台,以及欧洲空间局2023年发射的Euclid空间望远镜。三者将带来前所未有的数据量和高细节图像。

罗曼空间望远镜升空,准备测量暗能量

Roman的独特能力在于用3亿像素相机高频率拍摄深场红外图像。宇宙最遥远天体的光在数十亿年膨胀中被拉长为更红的波长,而地球大气会阻挡大部分红外光,因此红外天文学必须把仪器送到太空。Roman可看见Rubin和Euclid较难看到的高度红移星系,并以三维方式绘制星系分布,帮助宇宙学家重建宇宙膨胀史。

它还将发现数千个遥远超新星,利用这些宇宙距离标尺测量膨胀速率怎样随漫长岁月变化,从而检验暗能量的推动作用在空间和时间上是否恒定。离我们较近的部分,Roman预计绘制银河系200亿颗恒星,包含银心多尘区域内外的恒星。尘埃对可见光的遮挡强于对红外线的遮挡,红外成像因此能穿透更多银河系结构。

罗曼空间望远镜升空,准备测量暗能量

Roman与James Webb空间望远镜都以红外观测为主,但Roman主仪器能覆盖整个月亮大小的天空,Webb的视场约小100倍。Roman通常会先发现超新星等目标,再由Webb和其他设施做细致跟踪。与Euclid相比,Roman主镜较大,角分辨率为每像素0.11角秒,对方为0.18角秒;Euclid视场则较大,为0.57平方度,Roman为0.28平方度。

项目源于1990年代发现宇宙膨胀正在加速。Saul Perlmutter与Michael Levi曾提出超新星加速探测器,试图研究更古老的超新星。项目改名WFIRST后,2012年美国国家侦察局提供两台各带2.4米主镜的半成品太空望远镜,NASA最终采用其中一面镜子,因为它原本面向地球设计的宽视场能力,正适合暗能量任务。

原文:https://www.nature.com/articles/d41586-026-02727-7