随着美国宇航局(NASA)的詹姆斯·韦伯空间望远镜将于今年发射升空,近期NASA又公布了其下一个大型天体物理学项目——广域红外巡天望远镜(WFIRST)。
广域红外巡天望远镜(WFIRST)
在过去的27年中,美国宇航局发射了一系列大型太空望远镜,包括哈勃太空望远镜、钱德拉x射线天文台和斯皮策太空望远镜。除了是有史以来最具生产力的科学设施之外,所有这些太空望远镜都有其他的共同点:它们都是美国国家科学院关于天文学和天体物理学的十年调查的最高成就。
广域红外测量望远镜(WFIRST)是美国国家航空航天局(NASA)的一个天文台,旨在对近红外(NIR)天空进行广泛的野外成像和测量。这次任务的设计利用了现有的240万望远镜,与哈勃太空望远镜的尺寸相同。WFIRST是世界上排名第一的大型太空任务,它是天文学和天体物理学的最新研究。广域仪器将提供一个比HST提供的图像大100倍的天空视野。日冕仪将使天文学家能够探测和测量其他太阳系行星的特性。
WFIRST,一个2.4米的望远镜,将能够捕获比哈勃大100倍的区域▲红色的轮廓显示了WFIRST叠加在哈勃照片上的巨大足迹。哈勃望远镜在同一深度和图像清晰度上对整个区域进行了探索,这只需要两个WFIRST的照片。WFIRST的独特能力,在太空中进行广域调查,将使一个非常有雄心的科学项目得以实现。这包括一个多管齐下的方法来测量宇宙的膨胀历史,以补充美国宇航局的开普勒任务,通过发现数千颗行星到次地球质量,并在恒星和银河天体物理学上进行革命性的研究。WFIRST还将有一个高性能日冕仪,可以直接在附近的恒星周围成像行星。
WFIRST是2010年最受关注的十年调查的第一要务,它和哈勃太空望远镜一样敏感,但它的视野是哈勃的100倍。每一张WFIRST图像就像100个哈勃图像。它还将配备一种能够直接探测系外行星的反射光的演示仪器。使用这些功能,WFIRST将研究暗能量是推动宇宙加速膨胀的,完整的系外行星调查,回答了星系和星系群如何形成,同时研究太阳系以外行星的大气层和成分,以及天体物理学和解决其他问题。
WFIRST的任务由NASA的戈达德太空飞行中心管理,NASA的喷气推进实验室(JPL)、太空望远镜科学研究所(STScI)、IPAC、几个工业和外国合作伙伴以及一个由来自美国各地研究机构的成员组成的科学团队。WFIRST的发射目标是在21世纪20年代中期。测量宇宙
利用一种广泛的野外仪器,WFIRST将对数十亿个星系进行调查,并捕捉恒星爆炸的光线,以解开暗能量的奥秘。暗能量正导致宇宙膨胀加速。WFIRST对天空的扫描将揭示太阳系之外的数千颗系外行星,包括以前从未调查过的行星类型。
除了这两个主要目标外,WFIRST还将探索一系列其他天体物理学和行星科学的主题,如邻近星系的恒星、遥远星系的超大质量黑洞、恒星和行星的宇宙孕育、太阳系中的小天体。测量暗能量
没有人知道它是什么,但暗能量正在把我们的宇宙分开,使它膨胀得越来越快。WFIRST将通过考察其对时间的影响来探究暗能量的奥秘。它将研究星系的分布在整个宇宙历史中是如何变化的,并观察被称为Ia型超新星的爆炸恒星,它们是测量精确距离和宇宙膨胀的有价值的工具。研究系外行星
当我们太阳系外的一颗看不见的行星在一颗背景恒星前漂移时,这个行星的引力就像一个透镜,使恒星暂时看起来更亮。通过观察这些微透镜事件,WFIRST将发现成千上万的系外行星,包括比地球小一些的系外行星,它们是太阳系外的部分,也许是没有母星的自由漂浮行星。
利用另一种名为“日冕仪”的技术,WFIRST将阻止太阳系外行星的耀眼光芒直接观测行星,并研究它们的特性——这可能揭示出这些行星是否适合生命存在。WFIRST的高级日冕仪也将在年轻恒星周围暴露行星形成的圆盘,帮助我们更好地了解行星是如何诞生的。将诞生一个伟大的天文台天体物理学和行星科学
在一个比哈勃和韦伯的仪器大100倍的视野中,WFIRST的广域仪器将提供天文学家们所拥有的宇宙中最大规模的高分辨率图像。WFIRST将拍摄我们自己的星系,测量它的结构,测量恒星的诞生位置,并通过与银河系的相互作用发现较小星系的蛛丝马迹。WFIRST可以在我们的太阳系中寻找新的矮行星、彗星和小行星。WFIRST将成像大星系团,测量它们周围的暗物质,并在非常高的红移中发现数千个星系,这将提供研究星系如何在宇宙时间演化的工具。