月球红外天文望远镜会比韦伯更厉害吗？

位于月球上的一个大望远镜比韦伯望远镜能看到宇宙更深处

月球也许能开启天文学家的下一前沿。

绕月级长期存在的陨石坑为提供了新一代红外天文望远镜放置的绝佳位置。（图源：吉恩-皮埃尔·梅拉德）

科学家说，位于月球的自动天文望远镜能比詹姆斯韦伯太空望远镜望（JWST）向宇宙更深处，它或许能帮助我们发现系外行星上的生命。

天文学家认为位于月球上的这种强大仪器也许会开启下一个天文研究的前沿，使人观测到那些在地面和太空基站观测台上看不到的现象。大家对此提出了各种建议，包括超敏引力波探测器-在太空中比地基探测器能发现更细微的波纹，安静的月球环境更有利于它探测宇宙历史最早期的信号。

最近，英国皇家学会在伦敦举行的月球天文学会议上，天文学家吉恩-皮埃尔·梅拉德提出了另一个想法，即在月极附近长期存在的一个陨石坑上放置一个42英寸宽（13米）的红外天文望远镜。

梅拉德写给空间网的邮件中说，这样的一个天文望远镜比目前的红外天文望远镜-美国国家航空航天局的詹姆斯韦伯太空望远镜更加敏感，它可以探测到韦伯望远镜测不到的部分电磁波谱。

巴黎天体物理研究所的梅拉德说在邮件中说：“JWST的前置镜直径为6.5米（21寸）长。而这种望远镜的直径可达13米（42寸）长，这意味着它收集到的数据将比韦伯多出四倍。因此，它可以接收4倍的光源，比现在普遍的1-28μm区间更灵敏。收集到这些数据后，就可以观测28μm区间外的大量未知区间。

梅拉德还提到韦伯太空望远镜能探测到的部分电磁波谱-波长范围在0.6-28μm间，包括近红外光和中红外光。红外波长比人眼能看到的稍微长一点，可作为热量被感知到。通过对红外辐射探测，韦伯太空望远镜甚至可以看到那些因太冷而难以看到的天体。

但韦伯望远镜也存在局限性，梅拉德说。它很依赖望远镜本身的温度和前置镜尺寸。而长期位于月球阴影处的红外望远镜既能变大也能变冷，因此可以探测到更冷星际空间的一些现象。

“红外望远镜最大的限制来自于天文望远镜自身能冷却到的温度，”梅拉德说。例如，一个由5层厚的遮光板保护并提供冷却环境的詹姆斯韦伯太空望远镜，位于离地球、太阳射线、以及地球散发的热量150万公里的地方。但“位于月级的一些陨石坑内存在更多低温区域，”梅拉德补充。“把一台天文望远镜放在那，则无需任何屏幕或任何机械冷冻装置，望远镜及相关附件就可置于超低温区域。”

因为这样的低温，月球红外天文望远镜可以探测到更大范围的红外电磁波谱—波长范围可达200μm。

任何现存的天文望远镜都无法探测到这种红外波长范围的光。美国国家航空航天局最近退役的一台飞行探测器SOFIA就是一个探测这类光的专家。它的望远镜能探测到5-612μm的波长，但因操作造价高昂，在美国科学、工程和机械国家学会的意见下于2022年退役。

目前研究中还未出现具备类似能力的天文望远镜替代品，因此，天文学家目前无法研究只有更长的红外电磁波谱才能揭示的宇宙中的各类现象。这个范围内有大量数据等待收集：长波比短波更易穿过星际尘埃进行传播，传播过程中也会携带更多来自遥远宇宙的信息。

—美国国家航空航天局基金会支持在月球遥远一侧安装一个天文望远镜

梅拉德和他的同事们提出的月球红外天文望远镜不仅可以解释部分不可见现象，相较韦伯也可以更好的分析银河系中系外行星绕轨恒星的大气。那么，这种天文望远镜会帮助科学家拍摄到系外行星的近景，上面也许存在外星生命。

“25μm外可以探测到很多分子和原子，”梅拉德写到。“事实就是如此，例如，水的存在，对推断观测的系外行星是否宜居至关重要。”

梅拉德补充，配备42寸前置镜的月球红外天文望远镜在未来十年内可能成为现实，它甚至无需一个人去到月球，仅凭自动化技术就可进行搭建和运维。

BY:Tereza Pultarova

FY: 杂七八糟嘿

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