暗能量与系外行星探测……观测视野比哈勃宽200倍
期待与韩国微引力透镜望远镜网络联合观测……韩国主导的韩国大型光谱望远镜构想
技术人员在美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心的洁净室内检查南希·格雷斯·罗曼太空望远镜的组装情况。罗曼太空望远镜计划以高分辨率观测广阔的宇宙区域，研究暗能量的特性及系外行星等。美国国家航空航天局供图。
View original image宇宙为何在不断加速膨胀？银河系中有多少颗行星不属于任何恒星、独自在太空中漂流？为了回答天文学家长期以来未能解开的这两个问题，美国国家航空航天局（NASA）的南希·格雷斯·罗曼太空望远镜正飞向太空。罗曼太空望远镜于8月30日发射，目前正在进行最终设备检查，为正式开展科学观测做准备。
罗曼太空望远镜的主镜直径为2.4米，与哈勃太空望远镜相同，但近红外观测视场约为后者的200倍。它计划观测大量星系和超新星，并从星光的细微变化中寻找系外行星的踪迹。
罗曼太空望远镜的启用也为韩国天文学界带来机遇。韩国天文研究院的系外行星探测系统——韩国微引力透镜望远镜网络积累的数据可以与罗曼的观测结果结合，韩国研究人员的国际合作经验也能派上用场。这也与韩国主导的大型光谱望远镜构想相衔接。
韩国天文研究院首席研究员 Park Byeong-gon 在接受阿视亚经济书面采访时表示：“罗曼太空望远镜有望通过对暗能量和系外行星开展突破性观测，开创新纪元。如果韩国的韩国微引力透镜望远镜网络能够与罗曼太空望远镜合作，双方就能产生协同效应，取得更大成果。”
罗曼视野广，詹姆斯·韦布观测深
罗曼最突出的特点是广域观测能力。它能够一次观测大量天体，因此有利于搜寻发生概率低或难以预测的现象，超新星爆发和引力微透镜现象就是典型例子。
超新星何时、何地爆发都难以预测。引力微透镜也是一种罕见现象，只有当前景天体恰好位于遥远恒星与观测者之间、三者排成一线时才会发生。罗曼将反复观测广阔天空，搜寻这类现象，并调查星系的位置和距离，以追踪宇宙的三维结构及其演化过程。
这也是罗曼与詹姆斯·韦布太空望远镜（James Webb Space Telescope）的不同之处。詹姆斯·韦布太空望远镜的主镜直径为6.5米，擅长精细分析特定天体，例如系外行星的大气成分或早期宇宙中暗淡的星系。相比之下，罗曼更适合在广阔区域内大规模搜寻新的天体和现象。两台望远镜相互补充。
暗能量真的不会变化吗
罗曼的核心任务之一，是揭示被认为导致宇宙加速膨胀的暗能量的性质。20世纪90年代后期，天文学家在观测遥远恒星的爆发时发现，宇宙膨胀速度实际上正在加快。
当时用于观测的是“Ia型超新星”。这是一种白矮星残骸爆发时产生的现象，科学家可以根据其爆发时的亮度特征测量距离，并由此计算出宇宙的膨胀速度。
美国国家航空航天局（NASA）南希·格雷斯·罗曼太空望远镜在太空中进行观测的想象图。罗曼太空望远镜将凭借广阔视野观测大量星系和恒星，研究暗能量的特性、宇宙膨胀史以及系外行星等。图片由NASA提供。
View original image科学家引入“暗能量”这一概念来解释宇宙加速膨胀。目前最广为接受的宇宙学理论假定暗能量不会随时间变化，但这一点尚未得到证实。
罗曼计划通过观测更多超新星和星系，追踪宇宙的膨胀史。它还将分析“弱引力透镜”现象，即遥远星系发出的光因物质的引力而发生细微弯曲。通过这些观测，可以了解暗物质的分布以及宇宙结构的成长过程。
近期，由美国能源部等机构参与的暗能量光谱仪研究公布了一项初步结果，显示暗能量可能会随时间变化。虽然这还不是确凿证据，但人们期待罗曼的观测能对此进行独立验证。
Park 首席研究员表示：“罗曼太空望远镜不仅能够更加精确地测量宇宙加速膨胀，还能判定爱因斯坦用于描述宇宙膨胀的宇宙学常数是否会随时间变化。因此，爱因斯坦的引力理论也有望得到修正。”
不过，罗曼并不能揭示暗能量的真实本质。只有结合欧洲空间局的欧几里得太空望远镜、普朗克卫星、薇拉·鲁宾天文台的时空遗产巡天项目、暗能量光谱仪等项目的数据，才能进行更严格的验证。
罗曼搜寻流浪行星……韩国微引力透镜望远镜网络的作用
罗曼的另一项重要任务是探测系外行星。它尤其计划利用“引力微透镜”现象，寻找以往观测难以发现的行星。
引力微透镜是指前景天体的引力使遥远恒星的光暂时变亮的现象。通过分析亮度变化，可以推测系外行星是否存在。这种方法有利于发现远离母恒星的行星，以及不属于任何特定恒星、在太空中漂流的“流浪行星”。
预计罗曼将观测银河系中心方向的引力微透镜现象，发现约1400颗系外行星。它还将利用“凌星法”探测系外行星，即观测行星经过恒星前方时恒星光线变暗的现象。
韩国天文研究院运营的韩国微引力透镜望远镜网络由3台望远镜组成，分别设在智利、南非和澳大利亚，直径均为1.6米。由于望远镜分布在不同经度，可以连续观测夜空。
![[Science Scope]追寻宇宙奥秘的罗曼……也为韩国天文学带来新机遇](http://www.asiae.co.kr/news/img_view.htm?img=2026110520305588912_1793878255.png)
自2015年开始运行以来，韩国微引力透镜望远镜网络在利用引力微透镜探测系外行星方面积累了大量数据。罗曼能够以红外线观测被尘埃遮挡的银河系中心恒星，而韩国微引力透镜望远镜网络则可以在地面以可见光进行长期观测，各有所长。
如果两套设施观测同一引力微透镜现象，还可以利用观测位置差异产生的视差效应。罗曼在距地球约150万公里的第二拉格朗日点附近观测，因此会与韩国微引力透镜望远镜网络从不同方向观测同一现象。
Park 首席研究员表示：“如果地面望远镜韩国微引力透镜望远镜网络与位于第二拉格朗日点轨道上的罗曼太空望远镜观测到同一微引力透镜现象，由于两者的视线方向不同，就会产生视差效应。利用这种视差，可以更加精确地测量系外行星的质量。”
不过，罗曼主要观测银河系中心区域，而韩国微引力透镜望远镜网络主要观测偏离中心的区域，因此双方的共同观测目标有限。
韩国为罗曼之后做准备：大型光谱望远镜构想的意义
罗曼的启用引出了一个问题：韩国天文学界将在国际大型观测项目中扮演怎样的角色？太空望远镜发现天体后，地面大型望远镜可以按波长分析其光线，从而了解天体的距离和物理特性等。
韩国天文研究院已有研究团队参与薇拉·鲁宾天文台的时空遗产巡天项目和暗能量光谱仪研究。这些团队的国际合作经验，有助于将罗曼的观测结果与其他巡天项目的数据结合起来。
在此基础上进一步推进的构想，是由韩国主导的韩国大型光谱望远镜项目。韩国天文研究院正在筹划在南半球建造两台口径约6.5米的望远镜，同时对最多1.3万个天体进行光谱观测。
如果韩国大型光谱望远镜项目得以实现，就可以精细分析罗曼或薇拉·鲁宾天文台发现的天体光线，为暗能量和宇宙大尺度结构研究作出贡献。韩国也有望直接建设观测基础设施，主导相关研究。
不过，韩国大型光谱望远镜项目尚未确定建设。预算、国际合作机制和运营人员保障等问题仍待解决。与罗曼开展联合观测也是仍需研究的方向。
Park 首席研究员表示：“希望参与时空遗产巡天项目和暗能量光谱仪巡天项目的韩国天文学家，能够与罗曼太空望远镜研究团队开展积极合作。进一步来说，如果目前正在筹划的韩国主导大型光谱巡天望远镜项目得以实现，韩国有望成为这一领域的国际领先研究团队。”
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