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NASA罗曼望远镜携变形镜登场,有望开启系外行星直接成像新纪元

   时间:2026-07-23 05:53:30 来源:快讯编辑:快讯 IP:北京 发表评论无障碍通道
 

美国国家航空航天局(NASA)即将迎来一项突破性太空观测任务——南希·格蕾丝·罗曼太空望远镜计划于近期发射。这台以NASA首任天文学主管命名的望远镜,将首次搭载"主动日冕仪"进入太空,其核心使命是直接拍摄系外行星,为寻找"第二个地球"奠定技术基础。

传统天文观测中,恒星光芒如同探照灯般掩盖了周围行星的微弱光线。罗曼望远镜通过革命性的光学设计,将实现前所未有的"恒星消光"效果。其配备的主动波前控制系统,通过两片可变形反射镜实时调整光路,每片镜面下方排列着2304个微型致动器。这些直径仅0.1毫米的精密元件能以皮米级精度(相当于氢原子直径的十分之一)改变镜面形状,将残余星光压制到原有亮度的千分之一。

该望远镜的广角相机拥有3亿像素分辨率,单次拍摄范围可达哈勃望远镜的100倍。这种"广域高敏"特性使其既能开展大规模系外行星普查,也能对特定恒星系统进行深度观测。项目系统工程师伊利亚·波别列日斯基解释:"我们能在恒星周围制造出人工暗区,就像在强光中挖出可供观测的'阴影隧道'。"

特殊设计的遮光掩模系统进一步提升了观测精度。其中"硅草"掩模表面布满纳米级尖刺,当光线进入这片微型丛林后,会在尖刺间经历数万次反射逐渐耗尽能量。这种多层过滤机制,能有效消除机械结构边缘和镜面微瑕产生的杂散光,避免假信号干扰。

与现有设备主要捕捉年轻气态行星不同,罗曼望远镜有望首次直接观测到类木星行星——这类行星质量与木星相当,轨道距离与日地距离相近,主要依靠反射母恒星光线被观测到。约翰斯·霍普金斯大学天文学家梅雷迪思·麦格雷戈指出:"我们将直接收集行星反射光,而非通过恒星摆动间接推断,这能让我们真正'看见'行星本身。"

通过分析行星在不同波长的光谱特征,科学家可推断其大气成分。麦格雷戈团队计划利用这项技术,探测行星大气中水蒸气、甲烷等生命相关分子的存在迹象。"即使行星只显示为几个像素的光点,我们也能通过光谱分析解读其表面环境和生命潜力。"

该任务面临多重技术挑战:需确保恒星精确对准日冕仪中心,在太空温度剧烈变化中维持光学系统稳定,以及处理海量观测数据。项目首席机械工程师布兰登·克里格透露:"单次观测产生的原始数据就达数TB,这要求我们开发全新的数据处理算法。"

罗曼望远镜的突破性设计,为后续更先进的"宜居世界天文台"提供了技术验证。该计划拟议中的天文台将具备从类太阳恒星强光中分离类地行星光线的能力,其观测目标亮度差异可达100亿倍。克里格充满期待:"我们正在创造观测宇宙的新范式,未来某天,人类或许能通过这些数据发现真正的地球孪生星球。"

 
 
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