哈伯望遠鏡的兄弟 WFIRST,將拍宇宙全景圖解謎暗能量

作者 | 發布日期 2017 年 12 月 26 日 17:20 | 分類 天文 , 尖端科技 , 自然科學 follow us in feedly

繼詹姆斯太空望遠鏡敲定 2019 年發射後,美國太空總署(NASA)已開始著手設計下一個旗艦級天體物理學任務,也就是寬視場紅外測量望遠鏡(WFIRST),它與哈伯太空望遠鏡一樣敏感,但拍攝面積大了 100 倍,預計於 2020 年發射並拍攝宇宙全景圖,探討宇宙膨脹似乎正在加速,是否為暗能量驅使。



哈伯極深空(Hubble eXtreme Deep Field,XDF)是一張影像,為目前可見光影像中所見的宇宙最深處,含有 132 億年前的星系。而如果哈伯太空望遠鏡拍下的照片是牆上一張不錯的海報,那麼寬視場紅外測量望遠鏡拍下的圖像將可以覆蓋整面牆壁。

▲ 哈伯極深空,裡面包含了距離我們 132 億光年的星系。(Source:By NASA; ESA; G. Illingworth, D. Magee, and P. Oesch, University of California, Santa Cruz; R. Bouwens, Leiden University; and the HUDF09 Team [Public domain or Public domain], via Wikimedia Commons

寬視場紅外測量望遠鏡(Wide Field Infrared Survey Telescope,WFIRST)有一個 2.4 公尺的主鏡,與哈伯望遠鏡的尺寸相同,但它的視場比哈伯望遠鏡大 100 倍,也就是拍攝面積比哈伯望遠鏡大 100 倍,天文學家將有機會用此探索宇宙間最偉大的奧祕,比如為何宇宙的膨脹似乎在加速?目前,膨脹加速的一個可能解釋為暗能量驅使,這種能量占了宇宙總量 68%,甚至可能已在過去某個時間點改變過宇宙歷史。

為了了解更多有關暗能量的訊息,WFIRST 將使用強大的 2.4 公尺反射鏡和寬視場儀器來做 2 件事:映射物質在整個宇宙中的結構和分布情況、測量宇宙如何隨著時間推移而擴展。任務會著眼在研究宇宙大爆炸後僅僅 5 億年內的星系,以了解宇宙如何從一團炙熱、均勻的氣體演變出恆星、行星及生命。

寬視場儀器也會測量數億個遙遠星系中的物質,利用被稱為引力透鏡的效應描繪宇宙物質結構全貌。測量將在數百天內監測 1 億顆恆星,NASA 預計,應該會再發現約 2,500 顆未知行星,其中包含大量岩石行星;此外,也可以發現比火星更小的行星,並發現某些行星的公轉軌道距離可能比金星到冥王星的距離還要近。

透過一系列新技術,WFIRST 將提供一幅宇宙全景圖,幫助科學家了解天體物理學中最難解的問題,比如宇宙如何演變成如今的樣貌、宇宙最終的命運,以及我們是否為宇宙中孤獨的生物等。

(首圖來源:NASA)