美国NASA的下一代太空天文望远镜：南希·格雷斯·罗曼太空望远镜计划在几年内发射，将扩大对系外行星以及流浪行星或在没有绕恒星运行的太空中旅行的世界的搜索范围。

根据最新研究，这台望远镜预计将于 2026 年 10 月至 2027 年 5 月期间升空，有可能发现 400 颗质量与地球相似的流浪行星。目前尚不清楚这些行星除了质量之外是否与地球有任何其他相似之处。

了解这些流浪行星可以为行星系统的形成、演化和破坏提供更多线索。该望远镜以美国宇航局首任天文学主管、“哈勃太空望远镜之母”南希·格雷斯·罗曼的名字命名。

 

这幅艺术插图展示了一颗覆盖着冰的、与地球质量相当的流浪行星在太空中自行漂流。

两项新研究都将在《天文学杂志》的未来版本上发表，它们都指出发现了第二颗已知的地球质量的流浪行星，并提供了证据表明，流浪行星的数量是我们银河系中绕恒星轨道运行的行星的六倍。这些发现是在新西兰约翰山大学天文台进行的为期九年的名为“天体物理学微透镜观测”的调查中得出的。

两项研究的合著者、位于马里兰州格林贝尔特的 NASA 戈达德太空飞行中心的高级研究科学家戴维·贝内特 (David Bennett) 表示：“我们估计，我们的银河系中流浪行星的数量是恒星的 20 倍，数万亿个世界正在独自徘徊。”陈述。“这是对银河系中对质量小于地球的行星敏感的流浪行星数量的首次测量。”

寻找流浪行星

微透镜是天文学家用来研究遥远恒星和寻找系外行星的技术。当银河系中的恒星移动时，它们可以与更遥远的恒星对齐。前景恒星充当透镜，在几个小时内放大并照亮背景恒星。但任何有质量的物体都会引起这种光扭曲透镜效应，从而揭示其他天体。

例如，如果一颗流浪行星与一颗遥远的恒星对齐，那么来自该恒星的光基本上会在行星周围弯曲，从而产生放大效果。研究人员可以利用行星周围光线的变化来测量行星的质量。

其中一项研究的主要作者、 大阪大学教授 Takahiro Sumi 在一份声明中表示：“微透镜是我们找到低质量自由漂浮行星甚至原始黑洞等物体的唯一方法。 ” “利用重力来发现我们永远无法直接看到的物体是非常令人兴奋的。”

但使用微透镜发现流浪行星的机会非常罕见，因此像罗曼这样的望远镜会派上用场。

 

该图预示了南希·格雷斯·罗曼太空望远镜在轨道上的样子。

另一项研究的主要作者、大阪大学助理教授 Naoki Koshimoto 在一份声明中表示：“Roman 将对质量较低的流浪行星敏感，因为它将从太空进行观测。” “罗曼望远镜广阔的视野和敏锐的视野相结合，将使我们能够比仅使用地面望远镜更详细地研究它发现的物体，这是一个令人兴奋的前景。”

天文学家使用各种技术、望远镜和任务来探测5,400 多颗系外行星或太阳系之外的行星。其中许多世界的大小更接近太阳系中最大的行星，如木星或海王星，并且其轨道非常靠近它们的主恒星。

但流浪行星可能要小得多。当行星围绕恒星形成时，它们在进入各自的轨道时会相互施加引力影响。较小、较轻的行星与其主恒星没有那么强的引力相互作用，因此较大行星的移动可能会使这些行星螺旋式地离开系统。

“我们发现地球大小的行星比体型更大的行星更常见，”苏米说。“恒星系行星和自由漂浮行星平均质量的差异是理解行星形成机制的关键。”

罗曼的发现潜力

工程师和科学家将罗曼望远镜称为哈勃太空望远镜的大眼睛表弟，因为它的巨大视场将产生比哈勃望远镜更大的图像，同时提供相同水平的复杂细节。

 

模拟图像显示了罗曼望远镜的宽视场与哈勃望远镜可以观察到的小方块的比较。

罗曼将能够在比哈勃望远镜更短的时间内观察到更多的天空，测量十亿个星系的光线，以帮助解决宇宙之谜。该望远镜配备了强大的 7.9 英尺（2.4 米）镜子。

罗曼将捕捉到的前所未见的宇宙图像可以帮助天文学家解开为什么宇宙似乎在加速膨胀，绘制宇宙中物质的分布图，并测量它随着时间的推移如何膨胀。

凭借其改进的能力，罗曼预计将在银河系中发现大约 2,600 颗系外行星。该天文台将携带一台宽视场仪器，其视场比哈勃红外仪器大100倍，以及一台可以调查系外行星的日冕仪。日冕仪将通过阻挡系外行星绕其运行的明亮恒星的光线来直接对系外行星进行成像，捕获比恒星暗100亿倍的行星的细节。

寻找新世界

罗曼的微透镜调查将在数百天内研究 1 亿颗恒星，以寻找它们周围的行星。

“这是美国宇航局寻找太阳系外生命道路上的下一个重要步骤，”瓦内萨·贝利博士说，她是美国宇航局位于加利福尼亚州帕萨迪纳的喷气推进实验室的科学家，也是罗曼日冕仪的仪器技术专家。

哈勃望远镜和詹姆斯·韦伯太空望远镜等望远镜使天文学家能够观察被称为热木星的大型发光气态巨型系外行星。贝利说，最终的目标是能够观察类地行星并研究其表面和云层反射的光，以寻找大气特征。在这些能力成为可能之前，罗曼的日冕仪将充当中间的垫脚石。

“它将采用我们在哈勃、韦伯和地面望远镜上开创的技术，并将添加一些新技术来帮助我们提高性能，”贝利说。

“希望这意味着几年后我们将能够看到类太阳恒星周围的类木行星，并看到它们云顶反射的光。”

罗曼的目标包括真正的类木星行星，这些行星温度较低，距离恒星更远。贝利说，罗曼将让天文学家看到类木星行星的“淡棕色点图像”，而不是著名的地球“淡蓝色点”图像。

证明罗曼的能力可能会带来寻找类地行星所需的技术。

“我最兴奋的是，到最后，我想我会对我们采取下一步行动的能力充满信心，”贝利说。