韋伯之後 太空將迎來這些探測神器

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圖① “柏拉圖”系外行星搜索平台。圖② 南希·格雷斯·羅馬太空望遠鏡。圖③ 激光干涉空間天線（LISA）。

圖片來源：英國《新科學家》雜誌網站

科技創新世界潮

對人類來説，2021年接近尾聲。但對天文學來説，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，並揭示圍繞其他恆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道中，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“行星凌日與恆星振盪（PLATO，柏拉圖）”太空望遠鏡將搜索100萬顆太陽系外的恆星，探測並表徵繞這些恆星旋轉的行星，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恆星很近的行星，而“柏拉圖”的“目光”會在每顆恆星上停留更長的時間，因此有機會探測到距離恆星更遠、軌道週期更長的行星。

此外，“柏拉圖”的特別之處在於，它專注於在系外恆星系統的宜居區搜索岩石系外行星的“蛛絲馬跡”，宜居區是恆星系統中温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巖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，羅馬望遠鏡着眼於大局，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恆星時，能借助微透鏡和凌日方法，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，即時空中的漣漪。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，因為引力波會隨着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。它將藉助從其他星系中的行星對其母恆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。