罗曼将以前所未有的视野探索早期宇宙

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翻译：张瀚之

校对：牧夫校对组

编排：陶邦惠

后台：朱宸宇

https://phys.org/news/2026-10-astronomer-global-team-nasa-mission.html

南希·格蕾丝·罗曼太空望远镜在休斯敦的NASA约翰逊航天中心完成组装，8月30日在佛罗里达的NASA肯尼迪航天中心发射升空。图片来源：NASA

一支由130名研究人员组成的团队正在开展一项雄心勃勃的观测计划。这些研究人员来自全球62家科研机构，包括NASA、加州理工、普林斯顿大学和哈佛大学等，以前所未有的视角探索早期宇宙。

负责的天文学家之一是密苏里大学文理学院物理与天文学教授严浩景。他主导的罗曼极深场（Roman eXtreme Deep Field，简称RXDF）项目，将利用NASA最新的罗曼空间望远镜对早期宇宙进行大范围、高深度的观测。目前，相关的研究论文已发布在预印本平台arXiv上。

NASA为这个项目分配了386小时的望远镜观测时间。

研究团队希望通过观测回答天文学中的一个重要的，核心问题：宇宙是如何从最初的状态，逐渐演化成今天这样一个遍布恒星、星系和行星的世界的？

通过观测数十亿年前的宇宙，研究团队预计将研究数千个早期星系、爆发的恒星、巨型黑洞以及其他尚未解开的宇宙谜团。这些观测有望帮助我们更清楚地了解宇宙诞生后最初一亿年的情况，甚至有可能发现一些全新的现象。

严浩景说：“回顾过去30年的深场观测，最具突破性的发现往往都不在最初的计划和预期之内。这也正是如此大规模的观测数据令人期待、具有重要价值的原因。”

罗曼空间望远镜的艺术概念图。图片来源：NASA戈达德太空飞行中心

✦ 寻找宇宙演化的线索

要理解严浩景和团队的研究目标，首先需要了解一个有趣的天文现象：看得越远，就意味着看到的宇宙越早。

这是因为光的传播速度是有限的。当天文学家观测数十亿光年外的天体时，看到的实际上是这些天体在数十亿年前发出的光。

严浩景解释说：“比如，我们现在看到的太阳，其实是它大约8分钟前的样子，因为阳光从太阳传播到地球需要大约8分钟。我们看向越遥远的宇宙，看到的天体就处于越早的演化阶段。这让我们有机会研究宇宙诞生后，最早的星系、黑洞以及其他宇宙结构是如何形成的。”

这种观测能力极大地改变了我们对宇宙的认识。

NASA的JWST已经发现了一些形成时间可能比此前预期更早的星系和其他天体。但天文学家还不清楚，这些发现究竟是个别现象，还是在宇宙中普遍存在。

✦ 解开谜团的关键一步

罗曼太空望远镜进入距离地球约150万千米的预定轨道后，将能够以与JWST和哈勃空间望远镜相当的观测能力，探索遥远的宇宙。但罗曼望远镜拥有一项独特优势，那就是极其宽广的视场。

罗曼望远镜搭载的广角仪器（Wide Field Instrument，简称WFI）配备了一台3亿像素的红外相机。它只需拍摄一幅图像，就能覆盖一个使用韦布或哈勃空间望远镜需要进行数百次独立观测才能覆盖的天区。

对严浩景和他的合作者而言，这种兼具观测深度与覆盖范围的能力，带来了前所未有的研究机遇。研究人员不再局限于观察遥远宇宙中的一小片区域，而是能够在更广阔的宇宙空间中寻找天体分布及演化的规律。

他们计划探索最早期的一批星系以多快的速度形成恒星，以及它们到底是如何逐渐聚集，然后形成更大尺度的宇宙结构的。他们还将搜寻遥远宇宙中爆发的超新星，并且找到有关宇宙最早几代恒星的线索。他们也将尝试解答天文学中一个长期悬而未决的难题，那就是，在宇宙诞生后的早期阶段，超大质量黑洞究竟是如何形成，并在如此短的时间内迅速增长的？

除此之外，还有那些神秘的小红点（little red dots，简称LRD）。这些天体最早由JWST发现，至今它们的真实身份尚仍令我们困惑不已。凭借罗曼望远镜巨大的视场，严浩景及其团队有很大的希望发现更多小红点，从而获得更大规模的观测样本，并且为解开这一谜团提供关键线索。

不过，罗曼望远镜最重要的一些发现，或许恰恰是严浩景及其合作者最初并未打算寻找的东西。

这正是以前所未有的观测深度和覆盖范围探索早期宇宙的意义所在。科学家已经知道自己希望回答哪些问题，但还无法预知，海量观测数据中究竟隐藏着哪些意想不到的发现。

对严浩景而言，这场探索还有着更深远的意义，那就是帮助人类理解自身在宇宙中的位置。

他说：“通过不断挑战现有观测设备能力的极限，我们能够为后代的科学家铺平道路，让他们有机会建造性能更强大的天文台，继续探索宇宙的奥秘。” 罗曼空间望远镜的深场观测将为研究早期宇宙提供更多数据。至于这些数据能否解答现有的疑问，又会带来哪些意料之外的发现，仍值得我们的期待。

责任编辑：郭皓存

牧夫新媒体编辑部

图片来源: André Vilhena