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美國宇航局的下一個大型旗艦太空望遠鏡的計劃正在進行中

時間：2025-12-07 18:24:29 來源：網絡整理編輯：探索

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未來太空望遠鏡上使用的星際陰影的藝術家再現。這個例子顯示了擬議的可居住的系外行星天文臺(HabEx)。2020年天體物理學十年調查決定將這一元素與大型紫外線光學紅外探測器(LUVOIR)結合起來，用于

未來太空望遠鏡上使用的星際陰影的藝術家再現。這個例子顯示了擬議的宇航可居住的系外行星天文臺(HabEx)。2020年天體物理學十年調查決定將這一元素與大型紫外線光學紅外探測器(LUVOIR)結合起來，局的鏡的計劃用于一個新的下個行中旗艦望遠鏡，現在被稱為可居住世界天文臺(HWO)。大型鳴謝:uux.cn/美國宇航局
（神秘的旗艦地球uux.cn）據《今日宇宙》（勞倫斯·托格內蒂）：美國宇航局的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST)僅運行了一年多，但這并沒有阻止世界上最大的太空太空機構討論下一個大型太空望遠鏡，它可能在未來的望遠某個時候作為JWST的繼任者。進入可居住世界天文臺(HWO)，正進這是美國美國國家科學院2020年天文學和天體物理學十年調查(Astro2020)期間首次提出的美國宇航局下一個旗艦天體物理學任務。
雖然其潛在的宇航技術能力包括研究系外行星、恒星、局的鏡的計劃星系和無數其他天體，下個行中尋找地球以外的大型生命，但在HWO用令人驚嘆的旗艦圖像和新的數據集讓科學家和公眾驚嘆之前，還有很長的路要走。
“在我們能夠設計這項任務之前，我們需要盡可能多地開發關鍵技術，”加州理工學院天文學教授、美國宇航局噴氣推進實驗室(JPL)高級研究科學家迪米特里·馬韋特博士說。“我們正處于技術成熟期。這個想法是進一步推進技術，使可居住世界天文臺能夠提供革命性的科學，同時最大限度地降低成本超支的風險。”
Mawet博士是被選為HWO技術評估小組(TAG)成員的56個人之一，該小組計劃于2023年10月31日至11月2日在華盛頓特區舉行首次會議。作為這些會議的一部分，個人將被組織成兩個小組，作為美國宇航局“大天文臺成熟計劃”(GOMAP)的一部分:科學、技術、架構審查小組(START)和技術評估小組(TAG)(兩個小組的完整成員名單可在此處獲得)。START將側重于HWO的科學目標，TAG將側重于HWO的設計和滿足設計要求的必要技術。
“十年調查建議將這項任務作為其首要任務，因為它將為天體物理學帶來變革性的能力，以及了解我們太陽系以外的整個太陽系的能力，”Fiona Harrison博士說，他是Astro2020十年報告委員會的聯合主席，也是Harold A. Rosen物理學教授和加州理工學院物理學、數學和天文學部門的Kent和Joyce Kresa領導主席。
目前，試圖識別系外行星上的生物特征僅限于使用光譜學研究它們的大氣層，光譜學是一種涉及分析光線以識別任何可能存在的氣體的方法。分析系外行星大氣層的一個關鍵方面是阻擋來自系外行星母星的巨大眩光，只留下附近系外行星大氣層反射的微弱星光。這種阻擋星光的方法主要有兩種:日冕儀和遮光器。
1939年，法國天文學家伯納德·萊奧(Bernard Lyot)博士為了研究我們的太陽而首先發明了一種日冕儀，它位于望遠鏡內部，通過一個多步驟過程遮擋星光，包括一個掩模、一個墊圈(也稱為萊奧光闌)和一個特殊的鏡子，它們協同工作，首先減少進入望遠鏡的大量星光，最終揭示隱藏在恒星眩光中的系外行星。然后，天文學家可以使用光譜學來分析這些系外行星發出的光，以識別它們各自大氣中的氣體。
目前，美國宇航局的哈勃太空望遠鏡和JWST是唯一使用日冕儀研究系外行星的太空望遠鏡，還有幾個地面望遠鏡，包括歐洲南方天文臺(ESO)的甚大望遠鏡(VLT)、雙子座行星成像儀和位于夏威夷州凱克天文臺的望遠鏡。展望未來，美國國家航空航天局(NASA)即將推出的南希·格雷斯·羅曼太空望遠鏡(通常簡稱為羅曼太空望遠鏡)計劃使用一種被稱為日冕儀(CGI)的先進日冕儀對氣態系外行星進行成像，羅曼計劃在2027年的某個時候搭載SpaceX獵鷹重型飛船發射。
如果日冕儀在望遠鏡內部，那么星罩就是它的外部對應物。雖然目前沒有太空望遠鏡采用starshades，但美國宇航局設計和建造的開發模型將與未來的太空望遠鏡分離，并在它前面的一定距離展開，就像一個字面上的陰影，阻擋來自遙遠恒星的星光，目標是揭示軌道上的系外行星。雖然starshade方法帶來了無數的工程挑戰，包括在太空望遠鏡前的正確距離正確展開和部署，但科學家們假設，它的簡單性和多功能性能夠用于除搜尋系外行星之外的科學研究，這可能使它成為未來太空望遠鏡的理想補充。
“我們估計，僅在我們銀河系的宜居帶中，就有多達幾十億顆地球大小的行星，”尼克·西格勒博士說，他是美國宇航局JPL的美國宇航局系外行星探索項目的首席技術專家。“我們想探測這些系外行星的大氣層，尋找氧氣、甲烷、水蒸氣和其他可能表明生命存在的化學物質。我們不會看到小綠人，而是這些關鍵化學物質的光譜特征，或者我們所說的生物特征。”
西格勒博士指出，美國宇航局已經為HWO選擇了日冕儀路徑，這表明它在即將到來的羅馬太空望遠鏡上的潛在用途。根據十年一次的調查，HWO計劃在21世紀30年代末或21世紀40年代初發射，觀測時間計劃分為研究系外行星和普通天體物理學。

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