美国国家航空航天局(NASA)最新发射的罗曼望远镜,正以独特的使命开启宇宙探索新篇章。这架望远镜的诞生颇具戏剧性——其核心光学部件竟源自一枚退役间谍卫星的闲置镜面。2012年,美国国家侦察局的一颗间谍卫星因任务调整,将一面直径2.4米的精密镜面闲置。彼时NASA正在推进大视场红外巡天望远镜项目,原计划采用1.3米口径镜面。这面“意外之喜”的镜面促使项目全面升级,最终在2020年以天文学家南希·罗曼的名字重新命名,并于近日由猎鹰重型火箭送入太空。
与哈勃、韦伯等“前辈”不同,罗曼望远镜被设计为宇宙的“广角速写师”。哈勃望远镜以可见光波段捕捉宇宙细节,韦伯望远镜则通过红外波段回溯宇宙童年,但二者均属于“长焦精测”类型,单次观测范围有限。罗曼望远镜虽沿用2.4米主镜,却通过缩短焦距至19米(哈勃为57.6米)并配备超大尺寸探测器,实现了视场面积达哈勃100倍、巡天速度提升1000倍的突破。这种设计使其能同时观测大片天区,快速记录宇宙动态变化。
在光学系统上,罗曼采用三镜反射结构以提升成像锐度,其核心巡天设备广域仪拥有3亿像素分辨率。另一台日冕仪则具备直接拍摄系外行星的潜力,通过压制恒星光干扰实现突破性观测。该望远镜的观测波段覆盖可见光红端至近红外(0.48~2.3微米),与韦伯望远镜的0.6~28微米波段形成互补,共同构建起更完整的宇宙光谱图谱。
这架耗资43亿美元的望远镜承载着破解暗能量之谜的核心使命。1998年,科学家通过超新星观测发现宇宙加速膨胀现象,由此提出暗能量概念——这种占据宇宙总能量68%的神秘能量,其本质至今仍是未解之谜。现有理论认为暗能量可能是恒定不变的,但地面观测数据显示其推力可能随时间减弱,这对标准宇宙学模型构成严峻挑战。罗曼望远镜将聚焦红移值0.5~3的宇宙时段(对应50亿至115亿年前),通过绘制宇宙膨胀史与结构生长史的双重图谱,检验暗能量是否为常数。若观测数据与现有模型不符,或将引发物理学基本理论的重大修订。
从间谍卫星的闲置部件到改变宇宙认知的科学重器,罗曼望远镜的转型之路堪称传奇。目前它正以每小时数万公里的速度奔赴预定轨道,预计五年主任务期结束后,将于2030年前后公布首批关键数据。这架望远镜能否揭开暗能量的真实面目?其观测结果又将如何改写人类对宇宙的认知?答案正随着火箭的尾焰划破天际,逐步向人类靠近。