美国国家航空航天局(NASA)定于8月30日发射罗曼太空望远镜(Nancy Grace Roman Space Telescope)。这架造价43亿美元的观测设备以NASA首位首席天文学家命名,预计将揭示宇宙膨胀的新信息,并发现大量绕遥远恒星运行的行星。

罗曼望远镜有一个不寻常的来历。约15年前,NASA计划建造一架用于搜寻Ia型超新星的太空望远镜。这类超新星曾作为宇宙学的“量天尺”,帮助科学家发现暗能量这一推动宇宙膨胀的神秘力量,相关发现曾获2011年诺贝尔物理学奖。杜克大学宇宙学家丹尼尔·斯科尔尼奇表示,找到更多这类超新星将是理解宇宙膨胀的关键。

在NASA制定望远镜研制计划期间,负责间谍卫星的美国政府机构——国家侦察办公室主动联系了NASA。斯科尔尼奇回忆说,对方表示机库里有一架未使用的卫星,与其让它对准地面,不如“把镜头转向天空”交给NASA使用。NASA接受了这一提议,在对卫星进行了大幅改装后,这架旧卫星即将成为NASA下一台大型太空观测站。

斯科尔尼奇说,这台新望远镜可能从根本上改变天文学家理解宇宙的模型。近年来一些测量结果认为现有模型可能存在错误,而罗曼望远镜将明确判断模型的对错。

罗曼望远镜的另一项任务是用一个月时间巡测银河系内所有恒星。罗曼的项目科学家朱莉·麦克纳里说,尽管罗曼的灵敏度和清晰度与目前在轨的哈勃太空望远镜大致相当,但它的设计使其观测速度快得多。用哈勃对银河系做同样一个月的巡测大约需要一百年。

罗曼的设计不是聚焦单个天体,而是对大片天区编制星表。麦克纳里说,这些星表将对所有人开放,不仅是学者。“肯塔基州一所高中的教师和学生,也能与普林斯顿大学的教授同时看到罗曼数据。”

俄亥俄州立大学教授斯科特·高迪开发了利用引力微透镜探测系外行星的技术,并期待罗曼望远镜在这方面大有收获。这种方法测量行星经过时弯曲的星光,阿尔伯特·爱因斯坦在1936年提出这一设想,但当时认为不切实际。新技术已证明他错了。高迪说,罗曼将发现那些“用任何其他方法都完全无法探测到”的行星,包括银河系中心与木星、土星、天王星和海王星类似的行星。

除了新行星,罗曼还将揭示新的星系,帮助天文学家更好地了解宇宙的大尺度结构。不过,预测这架望远镜在五年任务期内最伟大的成就是困难的。芝加哥大学天文学家温迪·弗里德曼说,天文学史一再表明,当获得新能力尤其是巡测能力时,总会学到一些意想不到的新东西,而这往往是最令人兴奋的部分。她对罗曼望远镜将发现什么持完全开放的态度。