過去幾十年，哈勃、韋布等空間望遠鏡不斷刷新人類觀測宇宙的邊界。20世紀90年代，哈勃空間望遠鏡升空，讓人類獲得了大量宇宙深空圖像。2021年發射的詹姆斯·韋布空間望遠鏡，則將紅外觀測能力進一步延伸，使科學家得以研究更加遙遠、更加古老的宇宙。

　　如今，又一台重要的空間望遠鏡加入這場深空探索。

　　8月30日，美國國家航空航天局（NASA）南希·格雷斯·羅曼空間望遠鏡（以下簡稱“羅曼望遠鏡”）搭乘太空探索技術公司（SpaceX）“獵鷹”重型火箭發射升空。按照計劃，未來5年，它將在距離地球約150萬公裡的日地第二拉格朗日點開展觀測，預計獲取超過10億個星系的觀測數據，並尋找暗物質和暗能量這兩大宇宙謎題的線索。

　　NASA科學任務局副局長尼基·福克斯在發射前表示：“宇宙由什麼構成？我們是否孤獨地存在於宇宙中？它將幫助回答人類面臨的這兩個最重要的問題。”

　　拍攝更寬宇宙

　　羅曼望遠鏡的身世頗為特殊，甚至曾被稱為“間諜望遠鏡”。據美國太空網報道，羅曼望遠鏡所使用的光學系統源自美國國家偵察局此前為偵察衛星研制的設備。2012年，美國國家偵察局將兩套相關光學系統移交給NASA，其中一套經過重新設計和改造，最終成為羅曼望遠鏡的重要基礎。

　　羅曼望遠鏡主鏡口徑約2.4米，與哈勃望遠鏡相同，分辨率也與哈勃望遠鏡相當。但它的訣竅並不是看得更深，而是看得更寬。

　　據NASA介紹，羅曼望遠鏡的視場至少是哈勃望遠鏡的100倍，巡天速度最高可達哈勃望遠鏡的1000倍。其寬視場儀器擁有近3億像素紅外相機，由18個探測器組成，能快速轉向不同天區並穩定成像。

　　這種能力究竟有多強？科學家表示，世界上沒有什麼屏幕能大到完整顯示羅曼望遠鏡拍攝的一張照片。打個比方來說，如果用4K畫質顯示一張完整圖像，相當於需要50萬台4K電視機並排呈現。

　　羅曼望遠鏡計劃覆蓋超過5000平方度的天空，接近整個天空的12%。預計僅用一年半左右的時間，就能獲得超過10億個星系的觀測數據，每年預計將產生約500TB科學數據。

　　給宇宙“做體檢”

　　如此龐大的星系樣本，將成為研究暗物質和暗能量的重要工具。

　　暗物質約佔宇宙全部物質的85%。它不發光，無法被直接觀測，會通過引力影響星系和其他天體的運動。暗能量則與宇宙加速膨脹有關。兩者雖然無法直接“看見”，卻會在宇宙中留下痕跡。

　　其中，一項重要方法是弱引力透鏡。遙遠星系發出的光在抵達地球的途中，會受到暗物質等物質引力的影響，光線發生極其細微的偏折，背景星系的形狀也會隨之產生變化。

　　單獨看一個星系，這種變化很難察覺。但把數以百萬計的星系放在一起比較，科學家就能根據這些微小形變反推出暗物質的分布，描繪出肉眼無法直接看到的宇宙大尺度結構。

　　這有點像給宇宙做一次體檢。醫生需要綜合血壓、心率等多個指標判斷身體狀況，研究宇宙也不能隻盯著一個星系或一種現象。羅曼望遠鏡一次觀測數以億計星系的能力，將為科學家提供一個前所未有的宇宙“大樣本”。

　　羅曼望遠鏡還將尋找大量超新星，利用它們測量宇宙在不同歷史時期的膨脹速度，追蹤暗能量隨時間的變化。近年來，一些宇宙學觀測結果與現有理論模型之間出現差異，羅曼望遠鏡將提供規模更大、精度更高的數據，幫助科學家判斷這些差異究竟源於測量誤差，還是現有理論需要進一步完善。

　　尋找系外行星

　　羅曼望遠鏡的另一項重要任務，是尋找系外行星。

　　NASA預計，羅曼望遠鏡有望發現約10萬顆系外行星，而人類目前確認的系外行星數量有6000多顆。

　　羅曼望遠鏡將利用引力微透鏡尋找系外行星。這種方法尤其適合尋找距離母星較遠的行星。羅曼望遠鏡甚至有望發現比水星還小的行星，以及不圍繞任何恆星運行的“流浪行星”。

　　羅曼望遠鏡還將利用日冕儀驗証直接成像技術。日冕儀可利用遮光板等組件抑制母恆星的強光，從中尋找附近微弱的行星和塵埃盤。羅曼日冕儀有望探測到亮度僅為母恆星1/109的行星，其性能預計比現有空間日冕儀提高100至1000倍。

　　羅曼望遠鏡相關技術經驗將為未來“宜居世界天文台”等下一代空間望遠鏡提供參考，幫助科學家進一步尋找類地行星及其可能存在的生命跡象。

　　期待意外發現

　　西班牙《國家報》報道稱，盡管羅曼望遠鏡有明確的科學目標，但科學家真正期待的，可能並不完全寫在任務清單上。

　　今年，美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室研究人員發表的一項研究指出，憑借極高的觀測精度，羅曼望遠鏡有望幫助探測並測量孤立中子星的質量。這類研究並非望遠鏡最初設計的主要目標，卻展示了大規模巡天可能帶來的額外價值。

　　羅曼望遠鏡預計需要約3個月抵達日地第二拉格朗日點。完成系統測試后，它將開始正式科學觀測。觀測數據或許能幫助科學家進一步認識暗物質和暗能量，也可能帶來任務啟動前無人預料的新發現。畢竟，當人類第一次以這樣的規模觀察宇宙時，最值得期待的答案，有時恰恰藏在那些此前從未被看見的地方。