美国宇航局罗马太空望远镜任务的主要里程碑

NASA的广域红外勘测望远镜（WFIRST）在美国国家航空航天局（NASA）的首任天文学局长之后被更名为南希·格雷斯（Nancy Grace Roman）太空望远镜。

当它在2020年代中期发射升空时，NASA的Nancy Grace罗马太空望远镜将以史无前例的细节创造出巨大的太空全景照片。该任务的广阔视野将使科学家能够进行广泛的宇宙调查，从而获得有关宇宙的大量新信息。

罗马任务的地面系统将成功完成其初步设计审查，该系统会将航天器的数据提供给科学家和公众。科学操作计划已满足所有设计，进度和预算要求，现在将进入下一阶段：构建新设计的数据系统。

“这是任务的一个激动人心的里程碑，”位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的罗马地面系统项目科学家肯·卡彭特（Ken Carpenter）说。“我们有望按时完成数据系统的发布，我们期待着它将实现的开创性科学。”

罗马将具有与哈勃太空望远镜相同的分辨率，但可捕获近100倍的视野。科学家们希望该飞船能够比美国宇航局的其他天体物理学任务收集更多的数据。

此信息图展示了Nancy Grace Roman和哈勃太空望远镜之间的数据量差异。每天，罗曼发送回地球的数据量将比哈勃发送的数据多500倍。

利用哈勃的观测，天文学家彻底改变了我们对宇宙的看法，并发动了无数发现。自1990年推出以来，哈勃收集了172 TB的数据。如果将所有这些数据都打印为文本，并且页面相互叠放，则堆栈的高度将达到5,000英里（8,000公里）。它足够远达到哈勃轨道的15倍左右，即距月球距离的2％。

Roman的数据收集速度将比Hubble快500倍，在其为期五年的主要任务过程中，总计将增加20,000 TB（20 PB）。如果打印此数据，那么一天之后，一叠纸将高出330英里（530公里）。到罗马的主要任务结束时，烟囱的空间将远远超过月球。罗马人丰富的观察力将使难以理解的宇宙宝藏变得光彩照人。

如此大量的信息将需要NASA依靠新的处理和存档技术。科学家将使用基于云的远程服务和比以前的任务使用的工具更先进的工具来访问和分析Roman的数据。

罗曼的所有数据将在观测后的几天内公开提供-这是NASA天体物理学旗舰任务的第一次。这很重要，因为罗曼的巨像通常包含的内容远远超过观察的主要目标。

由于各地的科学家将可以快速访问数据，因此他们将能够迅速发现短暂现象，例如超新星爆炸。快速发现这些现象将使其他望远镜能够进行后续观察。

这张模拟图片展示了Roman极宽的视野和精湛的分辨率所带来的广泛科学成果。紫色方块全部包含背景图像，这些图像是使用哈勃（Hubble）的宇宙装配体近红外深河外勘测（CANDELS）程序中的数据模拟得到的，勾勒出了罗马可以在一次观测中捕获的区域。橙色正方形显示了哈勃广角相机3的视野，以进行比较。尽管CANDELS计划花了近21天的时间在哈勃望远镜上进行近红外光测量，但Roman的视野宽阔且效率更高，因此可以在不到半小时的时间内对同一区域进行测量。左上方：该视图说明了附近较大的旋涡星系M83的区域。右上：在此放大的视图中出现了一个假想的遥远矮星系，这表明罗马人有能力在远距离探测微小的微弱星系。左下方：这种放大的视图说明了即使在球状星团的密集核中，罗曼也将能够分辨出明亮的恒星。右下：基于CANDELS的背景的缩放显示了Roman将检测到的高红移星系的密度。

微透镜调查是从该特派团的大量数据中受益的科学领域之一。引力透镜是一种观察效应，其发生是因为质量的存在使时空结构变形。在非常大的物体（例如黑洞和整个星系）周围，效果极强。但是，即使是相对较小的物体，例如恒星和行星，也会导致可检测到的变形程度，称为微透镜。

每当两颗恒星从我们的有利位置紧密对准时，来自较远恒星的光线就会弯曲，并在绕近恒星的扭曲时空中传播。较近的恒星就像天然的宇宙透镜一样，聚焦并增强背景恒星发出的光。

科学家认为这是亮度的峰值。绕着前景恒星运行的行星也可能会修改透镜光，就像它们自己的微小透镜一样。这些小签名推动了罗曼（Roman）微透镜测量仪的设计。

加利福尼亚州帕萨迪纳市IPAC / Caltech罗马科学支持中心的任务负责人Rachel Akeson说：“有了如此众多的恒星和频繁的观测，罗曼的微透镜调查将看到数千个行星事件。”“每个人都会有一个独特的签名，我们可以用它来确定行星的质量和与恒星的距离。”

罗曼的微透镜调查还将发现数百种其他奇异有趣的宇宙物体。罗马将发现无星的行星在无赖世界中漫游。棕矮星，它们太大而无法被描述为行星，但又不足以将其引为恒星。还有恒星尸体，包括中子星和黑洞，当恒星耗尽燃料时会留下来。

微透镜事件极为罕见，需要广泛的观察。罗曼（Roman）将连续15个月每15分钟监视数亿颗恒星，这是其他太空望远镜无法做到的，从而产生了前所未有的新信息流。

鹰状星云的视频展示了NASA即将推出的Nancy Grace罗马太空望远镜的出色分辨率和广阔视野。首先是将哈勃（Hubble）的著名创造物支柱图像叠加在地面图像上。然后将视图缩小以显示Roman的广角仪器的完整视场。罗曼的图片将具有哈勃的分辨率，同时单点覆盖的区域大约大100倍。

虽然微透镜调查将朝着我们的恒星最密集的星系中心进行观测，但罗曼的宇宙学调查将远远超出我们的恒星，以研究数亿其他星系。这些观察将有助于阐明两个最大的宇宙难题：暗物质和暗能量。

可见物质仅占宇宙物质的百分之五。宇宙中将近27％的物质是暗物质，不会发射或吸收光。暗物质只能通过其对可见物质的引力作用才能检测到。

罗马将通过探索规则物质和暗物质在空间和时间上的结构和分布，帮助我们找出暗物质是什么构成的。只有使用许多星系的精确测量结果，才能有效地完成这项研究。

其余约68％的宇宙由暗能量组成。这种神秘的宇宙压力使宇宙膨胀加速，但到目前为止，我们对此还不了解。

这段银河群Abell 426的视频展示了NASA即将推出的Nancy Grace罗马太空望远镜的超凡分辨率和广阔视野。它从叠加在地面图像上的星系NGC 1275的哈勃图像开始。然后将视图缩小以显示Roman的广角仪器的完整视场。罗曼的图片将具有哈勃的分辨率，同时单点覆盖的区域大约大100倍。

由于Roman具有如此大的视野，因此将大大减少收集数据所需的时间。宇宙组装近红外深河外勘测（CANDELS）是哈勃有史以来进行的最大的项目之一，旨在研究随时间变化的星系的发展。尽管哈勃花了将近21天的时间，但罗曼将在不到半小时的时间内完成类似的调查，这比哈勃快了1000倍。使用罗曼，科学家将能够以其他望远镜无法实现的方式扩展这些观测。

巴尔的摩太空望远镜科学研究所罗马科学行动中心的任务科学家卡洛琳·吉尔伯特（Karoline Gilbert）说：“凭借其惊人的快速测量速度，罗曼将观测数千个行星，数百万个星系，以及数十亿个恒星。”“这些庞大的数据集将使我们能够解决暗示新的基础物理学的宇宙奥秘。”

南希·格雷斯·罗马太空望远镜由戈达德管理，NASA的喷气推进实验室和帕萨迪纳的Caltech / IPAC，巴尔的摩的太空望远镜科学研究所以及来自美国各地研究机构的科学家组成的科学团队参与了这项工作。