你有没有想过,天文学家是怎么给还没上天的望远镜提前“占坑”的?
欧洲空间局(欧空局)的欧几里得探测器,3月份干了一件事——暂停它那场为期六年、主要盯着宇宙学目标的常规巡天,花了一整天时间,扭头去拍了一片银河系中心区域的快照。这片天区,恰好是NASA的南希·格雷斯·罗曼太空望远镜今年夏天发射后,要重点盯着看的地方。
NASA喷气推进实验室的杰森·罗兹同时身兼两职:他既是欧几里得项目的美国科学负责人,也是罗曼望远镜在JPL的项目科学家。据他透露,这是欧几里得整个任务期间唯一一次偏离常规巡天,“这需要大量的工作和规划,所以必须得是对科学有高影响力的事情。把欧几里得的快照加到罗曼未来的巡天数据里,能帮助我们更好地绘制银河系地图,也更容易找到那些难以发现的宇宙宝藏,比如孤立的黑洞和流浪行星。”
罗曼望远镜的主线任务中,有一个叫“银河系核球时域巡天”的项目,它将提供迄今为止对银河系中心最深邃的观测之一。欧几里得这次拍的,就是罗曼将来要死磕的区域,算是提前给科学家们开了个“预告片”。不过,这预告片和正片还是有区别的:它比罗曼将来能看到的颜色信息要少,深度也浅一些。但分辨率差不多,而且覆盖范围更广。有多广?大约5平方度,相当于25个满月拼在一起那么大。为什么拍得这么阔气?因为在2025年3月欧几里得按下快门的时候,罗曼团队还没最终敲定他们到底要圈哪块地来精耕细作。
接下来五年,罗曼会反复拍摄其中一小块,只有1.7平方度,大概8.5个满月的大小。通过盯着这几亿颗恒星和其他天体看,观测它们在短时间内怎么变,天文学家能揪出海量的新行星,以及其他各种宇宙天体和现象。把欧几里得这次的观测接在罗曼那批数据的前头,相当于把整个巡天的时间基线硬生生拉长了两年——毕竟罗曼的银河系核球观测要等到2027年春天才开始。多两年数据,能做的事就多了。
罗曼要抓的核心现象,叫微引力透镜。原理是这样的:一颗恒星、行星或者黑洞,反正任何质量够大的东西,如果从我们的角度看去,正好和一颗更远的背景恒星排成一条线,那近处这个天体的质量就会把周围的时空压弯。背景恒星的光穿过这片扭曲的时空时路径会拐弯。要是对齐得特别准,近处的天体就像一面宇宙放大镜,把远处那颗星的光聚焦、增亮。路易斯安那州立大学的助理教授马修·彭尼,过去十多年一直在模拟欧几里得和罗曼的数据,同时担任欧几里得系外行星科学工作组的联合负责人。他指出,大多数充当透镜的天体本身也是恒星,但罗曼有能力探测到行星级别的透镜现象。
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