為什么美國宇航局的羅馬任務將研究銀河系閃爍的光

發表于 2025-12-08 19:02:45 來源：骨軟筋酥網

Roman對我們星系中心觀測的模擬圖像，僅覆蓋了Roman星系膨脹時域調查總面積的宇航不到1%。模擬的局的將研究恒星來自貝桑松星系模型。鳴謝:uux.cn/馬修·彭尼(路易斯安那州立大學)
（神秘的羅馬地球uux.cn）據美國宇航局戈達德太空飛行中心（阿什利·巴爾澤）：美國國家航空航天局的南希·格雷斯·羅曼太空望遠鏡將為我們銀河系的中心提供有史以來最深的視角之一。該任務將監測數億顆恒星，任務尋找泄露行星、河系遙遠恒星、閃爍困擾太陽系外圍的美國小型冰狀物體、孤立黑洞等存在的宇航蛛絲馬跡。Roman可能會為最遠的局的將研究已知系外行星創造新的記錄，提供一個不同的羅馬銀河系鄰居的一瞥，這些鄰居可能是任務與目前已知的5500多個世界完全不同的世界的家園。
Roman的河系長期天空監測將使這些結果成為可能，這代表了科學家所謂的閃爍時域天文學的福音，時域天文學研究宇宙如何隨時間變化。美國羅曼將加入一個不斷壯大的國際天文臺艦隊，共同捕捉這些變化。Roman的銀河膨脹時域調查將集中在銀河系，使用望遠鏡的紅外視覺來看穿塵埃云，這些塵埃云可能會阻擋我們對銀河系擁擠的中心區域的觀察。
“Roman將是一臺令人難以置信的發現機器，將廣闊的太空視野與敏銳的視覺結合起來，”位于馬里蘭州格林貝爾特的美國宇航局戈達德太空飛行中心的Roman高級項目科學家朱莉·麥克內里說。"它的時域調查將會產生一個關于宇宙的新信息寶庫。"
當Roman預計在2027年5月發射時，該任務將搜索銀河系的中心，尋找微透鏡事件，當一個物體，如恒星或行星，從我們的角度看，與一個不相關的背景恒星接近完美對齊時，就會發生微透鏡事件。因為任何有質量的物體都會扭曲時空結構，所以來自遙遠恒星的光在經過較近的物體時會彎曲。因此，較近的天體就像一個天然的放大鏡，在背景恒星的光線中產生一個暫時的峰值。這個信號讓天文學家知道有一個介入的物體，即使他們不能直接看到它。
在目前的計劃中，這項調查將持續約兩個月，每天24小時每15分鐘拍攝一張照片。在羅曼為期五年的主要任務中，天文學家將重復這一過程六次，總共進行一年多的觀察。
“這將是有史以來對天空曝光時間最長的一次，”哥倫布俄亥俄州立大學的天文學教授斯科特·高迪說，他的研究有助于為羅曼的調查策略提供信息。"當涉及到行星時，它將覆蓋大部分未知的領域."
為什么美國宇航局的羅馬任務將研究銀河系閃爍的光

這位藝術家的概念顯示了羅曼的銀河膨脹時域調查將涵蓋的銀河系區域。這個方向上更高密度的恒星將產生50，000多個微透鏡事件，這些事件將揭示行星、黑洞、中子星、外海王星物體，并使激動人心的恒星科學成為可能。在尋找行星方面，該調查還將覆蓋相對未知的領域。這很重要，因為行星形成和演化的方式可能會因它們在星系中的位置不同而不同。我們的太陽系位于銀河系的邊緣，大約在銀河系旋臂的中間。開普勒太空望遠鏡最近的一項研究表明，銀河系邊緣的恒星擁有的最常見的行星類型較少。Roman將在相反的方向進行搜索，朝著銀河系的中心，也可能在那個星系附近找到差異。鳴謝:uux.cn/美國宇航局戈達德太空飛行中心
天文學家預計，這次調查將揭示出1000多顆遠離主恒星運行的行星，這些行星位于比以往任何任務都更遠離地球的系統中。這包括一些可能位于其宿主恒星的可居住區內的行星——液態水可以存在于表面的軌道距離范圍——以及重量僅為月球質量幾倍的行星。
Roman甚至可以利用微透鏡探測出根本不圍繞恒星運行的“流氓”世界。這些宇宙漂流者可能是孤立形成的，或者被踢出了他們的家園行星系統。研究它們提供了行星系統如何形成和演化的線索。
羅曼的微透鏡觀測還將幫助天文學家探索不同類型恒星周圍的行星有多常見，包括雙星系統。該任務將通過識別現實生活中的“塔圖因”行星來估計我們的銀河系中發現了多少個具有兩個宿主星的世界，以美國宇航局的開普勒太空望遠鏡和TESS(凌日系外行星調查衛星)開始的工作為基礎。
調查將確定的一些物體存在于宇宙灰色地帶。被稱為褐矮星，它們太大了以至于不能被描述為行星，但也沒有大到足以點燃成為恒星。研究它們將允許天文學家探索行星和恒星形成之間的界限。
預計羅曼還將發現一千多顆中子星和數百個恒星質量的黑洞。這些重量級物質是在大質量恒星耗盡燃料并坍縮后形成的。當黑洞沒有可見的同伴來發出它們存在的信號時，幾乎不可能發現它們，但是即使沒有人陪伴，Roman也能夠探測到它們，因為微透鏡只依賴于物體的重力。該任務還將發現孤立的中子星——質量不足以成為黑洞的恒星殘余核心。
天文學家將利用Roman發現數以千計的柯伊伯帶天體，它們是散布在海王星之外的冰體。該望遠鏡將發現一些直徑約為6英里(約為冥王星直徑的1%)的小天體，有時通過直接從反射的陽光中看到它們，而另一些則因為它們阻擋了背景恒星的光線。
一個類似的影子游戲將展示地球和銀河系中心之間的10萬顆凌日行星。這些世界在它們繞軌道運行時在它們的主恒星前面穿過，并暫時減弱我們從主恒星接收到的光線。這種方法將揭示比微透鏡揭示的更接近其主恒星的行星軌道，并可能發現一些位于可居住區的行星。
科學家們還將對一百萬顆巨星進行恒星地震學研究。這將包括分析由聲波通過恒星內部氣體反射引起的亮度變化，以了解其結構、年齡和其他屬性。
所有這些科學發現以及更多的發現都將來自羅曼的星系膨脹時域調查，在羅曼為期五年的主要任務中，該調查只占不到四分之一的觀察時間。它對太空的廣闊視野將允許天文學家以前所未有的方式進行許多這樣的研究，給我們一個不斷變化的宇宙的新視角。

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