韋伯之後,太空將迎來這些探測神器

2021年12月24日09:02

  對人類來說,2021年接近尾聲。但對天文學來說,有些事情才剛剛開始!

  備受期待的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(以下簡稱韋伯望遠鏡)發射在即,它是有史以來最受期待的科學儀器之一,有望讓我們回溯130多億年前宇宙的情形,並揭示圍繞其他恒星運行的系外行星大氣的情況。

  但這並不是故事的結束!未來幾年,還有幾款史詩般的天文儀器會逐一升空,從多個角度為我們揭開宇宙的神秘面紗。

  英國《新科學家》雜誌網站在近日的報導中,為我們揭示了有望在2034年前發射的三款最令人期待的太空觀測平台。

  “柏拉圖”系外行星搜索平台

  預計發射日期:2026年

  歐洲空間局(ESA)的“行星淩日與恒星振盪(PLATO,柏拉圖)”太空望遠鏡將搜索100萬顆太陽系外的恒星,探測並表徵繞這些恒星旋轉的行星,高精度地測量這些系外行星的半徑範圍、質量和年齡。

  科學家們此前也發射過類似的系外行星“獵手”,但這些望遠鏡只能看到離恒星很近的行星,而“柏拉圖”的“目光”會在每顆恒星上停留更長的時間,因此有機會探測到距離恒星更遠、軌道週期更長的行星。

  此外,“柏拉圖”的特別之處在於,它專注於在系外恒星系統的宜居區搜索岩石系外行星的“蛛絲馬跡”,宜居區是恒星系統中溫度適合液態水的狹窄區域。它攜帶有能夠表徵此類天體的設備,可告訴科學家們這些天體與地球的相似程度。

  ESA稱,“柏拉圖”提供的數據將有助於科學家們解決關鍵問題,比如銀河系內的行星是如何形成以及演化的?適應生命繁衍生息的岩質行星存在的概率等。

  行星“獵手”羅馬太空望遠鏡

  預計發射日期:2025年

  與韋伯望遠鏡一樣,以美國國家航空航天局(NASA)首位首席天文學家、哈勃望遠鏡之母的名字命名的南希·格雷斯·羅馬太空望遠鏡(以下簡稱羅馬望遠鏡)也是一台紅外望遠鏡。不過,與韋伯望遠鏡關注細節不同,羅馬望遠鏡著眼於大局,該望遠鏡的全景視野是韋伯的100多倍。

  在其發射之後的最初5年中,羅馬望遠鏡拍攝的宇宙區域將是哈勃望遠鏡在發射之後30年內拍攝宇宙區域的50多倍,從而製作出第一張廣域紅外宇宙圖。人們希望這將有助於解開諸如暗物質和暗能量的“真實身份”等謎團。目前,天文學家可看到這些物質對宇宙的影響,但無法解釋它們究竟是“何方神聖”。

  天文學家還期望這項任務在勘測銀河系中大量恒星時,能借助微透鏡和淩日方法,找到各種各樣的行星。這些行星中,大約四分之三有望成為木星和土星這樣的氣態巨行星,或者天王星和海王星這樣的冰態巨行星。其餘的大部分很可能是體積為地球4倍到8倍的行星,也就是所謂的小海王星——我們太陽系中沒有類似的行星。

  此外,為了進一步提升羅馬望遠鏡的觀測效率,NASA的一個工程師團隊正計劃發射一個後續航天裝備——“星影”。這個花瓣狀的航天器可以與望遠鏡一起飛行,阻擋來自太陽的光,並幫助望遠鏡看到附近較暗的行星。

  激光干涉空間天線

  預計發射日期:2034年

  2015年,科學家們首次探測到引力波。到目前為止,我們已經看到了黑洞和中子星碰撞產生的引力波。由ESA領導的“激光干涉空間天線(LISA)”將是一個比現有地面引力波探測器大得多的太空引力波探測器。

  與激光干涉引力波天文台和“室女座”引力波探測器一樣,LISA將通過感應多個固定激光束長度的極小的變化量來探測引力波,因為引力波會隨著時間的推移而受到干擾並擾亂時空結構。

  LISA將由三個航天器組成,以三角形排列,相距250萬公里。這3個航天器將位於L1拉格朗日點,這是地球與太陽之間的一個重力中點,距離地球約100萬公里。它將借助從其他星系中的行星對其母恒星產生引力波的微妙影響,讓科學家們發現銀河系外的新行星。

  來源:科技日報

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