关于2026年将要发射的南希格雷斯罗
天文学的下一步，南希·格雷斯·罗曼太空望远镜将看到更大的宇宙空间。
南希·格雷斯·罗曼太空望远镜是天文学的下一步。（图片来源：GSFC/SVS）
南希·格雷斯·罗曼太空望远镜是美国宇航局未来的红外太空天文台，将试图通过解决暗能量之谜来解决宇宙学中一些关键的问题。
该望远镜也被称为“罗曼”或“罗曼太空望远镜”，还将搜索太阳系外行星——系外行星，并将研究遥远恒星的物理学。
美国宇航局定于年或年左右发射该望远镜，美国宇航局表示，罗曼太空望远镜拥有广阔的视野，使其能够生成前所未有的宇宙大图片，这对解决一些最关键的宇宙之谜至关重要。预计该任务将持续五年。
罗曼太空望远镜将位于拉格朗日点2，这是一个位于地球和太阳之间的稳定引力点，距离我们的星球约万英里（万公里）。
望远镜以谁的名字命名？
南希·格雷斯·罗曼太空望远镜于年开始作为广域红外巡天望远镜（WFIRST）诞生，十年后才获得现在的名字，年5月，以纪念年至年担任美国宇航局第一位首席天文学家的先驱科学家南希·格雷斯·罗曼。罗曼于年12月26日去世了，享年93岁。
在她的一生中，罗曼被亲切地称为“哈勃之母”，这个绰号之所以出现，是因为罗曼孜孜不倦地倡导使科学家能够研究更广泛的宇宙的新工具，这才有了年发射的哈勃太空望远镜。
南希·格雷斯·罗曼最令人难忘的是美国宇航局总部空间科学办公室的第一位天文学主管，也是第一位在航天局担任行政职务的女性。（图片来源：美国宇航局）
当时的美国宇航局管理员JimBridenstine在年宣布WFIRST的新绰号时“正是由于NancyGraceRoman的领导力和远见卓识，美国宇航局才成为天体物理学的先驱，并发射了世界上最强大、最具生产力的空间望远镜哈勃。”
南希·格雷斯·罗曼太空望远镜已经开始研发很长时间。（图片来源：DaisyDobrijevic提供了RobertLea提供的文本。）
南希·格雷斯·罗曼太空望远镜的开发主要由美国宇航局戈达德太空飞行中心（GoddardSpaceFlightCenter）负责，加利福尼亚州帕萨迪纳的喷气推进实验室（JPL）和红外处理和分析中心、巴尔的摩的空间望远镜科学研究所以及由美国各地机构研究人员组成的科学团队参与。
年罗曼太空望远镜的初步设计表明，它将配备一个直径4.3英尺（1.3米）的小型镜子和单个仪器。该望远镜的当前也就是最终设计于年由科学定义小组（SDT）和WFIRST研究办公室在WFIRST-AFTA报告中确定。
该报告详细介绍将于本十年晚些时候到达太空的罗曼望远镜，标题为“广域红外巡天望远镜：年代的个哈勃
年，美国宇航局估计罗曼望远镜的总发射成本为2.55亿美元，其中包括发射服务和其他与任务相关的费用。
南希·格雷斯·罗曼太空望远镜会做什么？
根据WFIRST-AFTA科学定义小组最终报告，罗曼太空望远镜在发射时将重4,公斤（9,磅），并将携带2,公斤（4,磅）的有效载荷。
罗曼太空望远镜的主镜直径为7.9英尺（2.4米），与哈勃的镜子相同，但重量不到磅（公斤）是哈勃的四分之一。
镜子赋予望远镜0.度的正方形视野，指向罗曼太空望远镜携带的两台主要仪器——广域仪器（wildfieldinstrument)和望远镜的日冕仪(CoronagraphInstrument)。航天器的桶状形状挡住了不需要的太阳光线。
这将使广域仪器能够在其5年运行时间内测量来自10亿个星系的光，从而使得罗曼太空望远镜能够完成研究暗能量的主要任务。
正如美国宇航局所指出的，物理学家估计，暗能量约占宇宙总能量/物质含量的68%，但不知道它到底是什么。解决这个问题的一种方法是观察暗能量的影响如何随着时间的推移而变化。
罗曼太空望远镜上的广域仪器将通过映射物质在整个宇宙中的分布和测量宇宙自大约5亿年（约占其当前年龄的4%）以来是如何膨胀的，来帮助调查这个问题。罗曼太空望远镜检查超新星的亮度和距离，以及恒星生命结束时发生的爆炸，可能会检测到暗能量的第一批痕迹，从而让科学家了解这种神秘力量的影响是如何随着时间的推移而增长的。
罗曼的其他目标包括研究遥远的超新星和检查太阳系外围的物体，以及寻找其他恒星周围的行星。
南希·格雷斯·罗曼望远镜和暗能量常见问题解答由专家回答
LuzángelaGarcía是哥伦比亚波哥大ECCI大学的宇宙学博士后研究员。
我们向哥伦比亚波哥大宇宙学博士LuzángelaGarcía询问了几个关于南希·格雷斯·罗曼望远镜和暗能量的问题。
南希·格雷斯·罗曼太空望远镜与詹姆斯·韦伯太空望远镜相比如何？
这两台望远镜都经过优化，可以在红外线的波长范围内工作。然而，JWST有一个非常狭窄和充满细节的视野。相反，南希·格雷斯·罗曼号将覆盖一片非常宽阔的天空。理解这一点的一种方法是，两台望远镜的科学目标不同，因此，它们的覆盖范围必须适应这些观测需求。
JWST旨在探索天空的深度。另一方面，罗曼人将为我们提供“大局”视野。它将补充从地面运行的其他宽星系测量，如DESI或即将到来的维拉鲁宾天文台。
南希·格雷斯·罗曼太空望远镜将如何研究暗能量？
南希·格雷斯·罗曼的大部分能力将使其成为研究暗能量本质的合适工具。由于其广阔的天空覆盖范围，望远镜将捕获其视野中空前数量的星系以及这些星系在我们宇宙中的分布，这将使我们能够了解暗能量对大宇宙尺度的影响以及星系的聚和演化。通过如此广泛的星系地图，我们可以发现对信号峰值的可靠预测（arobustpredictionoftheacousticpeak）。
另一方面，南希·格雷斯·罗曼号将专注于探测红外线信号；因此，它将“看到”目前的地面望远镜可能丢失的星系。此外，望远镜将观测到大量超新星Ia（其引出了暗能量概念和宇宙加速膨胀理论）。最重要的是，它关于暗能量和宇宙大规模结构的发现将补充其他天文台的观测结果。
南希·格雷斯·罗曼太空望远镜将对天文学产生什么影响？
每台新望远镜都提供了关于暗能量、物质结构和宇宙本身的新信息。这台望远镜将使我们能够获得非常宽广的红外星系地图，因此，它们不仅是附近的星系，而且大多是早期星系，其光在到达罗曼镜像之前已经传播了很长时间，因此它们的光将表现出巨大的红移。
但南希·格雷斯·罗曼还将讨论该学科中其他有趣的话题，例如提供我们银河系行星系统最大的系外行星系统，以及HST（哈勃望远镜）和JWST（詹姆斯韦伯望远镜）都无法应对的其他红外线挑战，因为它们的视野狭窄。
寻找系外行星
罗曼将以两种方式告诉我们关于系外行星的知识。首先，其核心团体调查（CoreCommunitySurveys）之一旨在检测微透镜事件。这些事件极其罕见，是前景物体和背景恒星近乎完美的对齐，这就是为什么我们需要Roman的大视野来监控这些罕见的事件，”来自喷气推进实验室的博士后Johnson解释道。“前景物体的质量弯曲空间，使来自背景恒星的光放大，暂时增加其亮度。如果有任何行星围绕透镜恒星运行，它们将导致放大倍率偏差，这表明它们的存在。”
据美国宇航局喷气推进实验室称，通过使用质量存在造成的微小的光线弯曲，广域仪器将对银河系进行调查，并寻找约个新的系外行星
当该仪器寻找新的系外行星时，罗曼日冕仪将通过成像和进行光谱来观测数十颗已经发现的系外行星。
检查穿过系外行星大气层的光可以揭示构成所述大气层的元素，并可以帮助科学家检测水等分子和复杂的有机分子的存在，这些分子可能是生命的副产品。
目前技术允许天文学家探测到比宿主恒星暗约一百万倍的明亮年轻系外行星，但许多系外行星比其恒星亮度低1亿倍或更多。对于太阳系自己的木星和土星或像地球这样的“成熟”气体巨星或岩石地球世界来说尤其如此。
Johnson补充说，罗曼研究行星的第二种方法是使用其CoronographicInstrument，这是第一种天基自适应光学技术的应用演示。这对从未来从太空直接对行星成像至关重要，并为年代寻找生物痕迹的下一代太空望远镜的研发铺平道路。
罗曼太空望远镜日冕仪将是第一个送入太空的高性能日冕仪系统，目前的实验室测试表明，该仪器应该能够检测到比宿主恒星暗十亿倍的系外行星。
这使得罗曼成为未来任务的重要垫脚石，这些任务旨在成像和描述比宿主恒星暗亿倍的类地行星。
太空望远镜对决：南希·格雷斯·罗曼VS阵詹姆斯·韦伯VS哈勃
虽然比较哈勃太空望远镜、詹姆斯·韦伯太空望远镜和即将推出的南希·格雷斯·罗曼太空望远镜的能力是很自然的，但这些仪器都不是其前身的严格替代品，相反，每台望远镜都旨在补充另一台仪器。虽然这三种仪器都以红外线看待宇宙，但它们提供了不同的宇宙视角。
Roman的可见光和红外光波长覆盖率将达到0.5至2.3微米，比任务的原始设计增加了20%。美国宇航局表示这个范围将使望远镜能够更好地与哈勃太空望远镜合作，哈勃太空望远镜以紫外线到近红外光（0.2至1.7微米）和JWST（JWST）以近红外线、中红外线和少量可见光（0.6至28微米）观测宇宙。
罗曼的镀银镜与哈勃的主镜尺寸相同，但它比JWST直径21英尺（6.5米）的镀金镜要小。JWST等这面由18个六边形部分组成的巨大镜子使JWST比哈勃强大倍，可以看到比哈勃暗倍的物体，使其能够更深入宇宙。由于光的行进速度一定，这意味着JWST也可以比哈勃看到更远的时间。
每台望远镜都旨在补充另一台望远镜。（图片来源：美国宇航局）
“比较罗曼和韦伯的最佳方式实际上是将它们与哈勃进行比较。与哈勃相比，韦伯的最大优势在于它更灵敏，可以检测到比哈勃暗倍的光源，”约翰逊说。“这使得韦伯成为一个优秀的“瑞士军刀”类型的天文台，非常灵活，可以观测从星系到系外行星的各种物体。“罗曼与哈勃具有相似的敏感性，但它的视野要广得多。在一个指向操作中，罗曼可以在单个指向中观察到比哈勃大倍的天空。这使罗曼非常擅长一次观测数千个星系或在一个图像中观测数千万颗恒星。”
罗曼的广域仪器的视野是哈勃最广的曝光的倍。（图片来源：美国宇航局戈达德媒体工作室）
（编者：如果前面动态图不能正常显示，请参照上图，图中左上位置小白框中是哈勃望远镜视场，全图视场是罗曼望远镜的）
美国宇航局估计，罗曼的红外视觉也应该允许望远镜在宇宙中看到它有3亿多一点的历史。尽管根据美国宇航局，罗曼的主要优势是其视野的大小。
罗曼的广域仪器的视野是哈勃的倍。因此，Roman将产生更大的宇宙视图，同时匹配哈勃清晰的红外分辨率。在运营的头五年里，罗曼的夜空图像将是哈勃自年以来的50多倍。但是哈勃仍然可以捕捉到罗曼无法提供的东西，即高分辨率的紫外线观测结果，从而表明，即使是这三台“巨型望远镜”中最古老望远镜的也绝不会被其后来者淘汰。
这将使罗曼能够在其广域视图中发现目标，以便哈勃以红外线跟踪，并让JWST获得更清晰、更深入的视野。
美国宇航局表示，将罗曼太空望远镜的发现与哈勃和韦伯的发现相结合，可以彻底改变我们对宇宙理解。
编译：htb，信息来源space.
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