接棒开普勒太空望远镜：NASA计划发射的WFIRST功能更强、观测距离更远

一项新的研究称，美国国家航空航天局(NASA)计划发射的广域红外勘测望远镜(WFIRST)将为人类提供自哈勃太空望远镜(Hubble Space telescope)以来最大、最远、最清晰的宇宙图像，可在太阳系外观测到多达1400颗新行星。

研究人员认为，这一望远镜将为更精确、更专注地搜寻地外生命铺平道路。

由俄亥俄州立大学一个天文学家小组进行的这项研究，提供了迄今为止对该望远镜潜在探测范围的最详细估计。WFIRST太空望远镜由NASA和美国各地的天文学家共同设计，旨在寻找新的行星以及研究暗能量。暗能量是一种神秘的力，弥漫在原本空荡荡的宇宙中，而理解宇宙如何膨胀的密匙可能就藏在这里面。他们的研究发表在2月25日的《天体物理学杂志增刊》(ApJS)上。

“我们想知道宇宙中有什么样的行星系统，”该研究的第一作者、俄亥俄州立大学天文学博士后马修·彭尼(Matthew Penny)说，“要做到这一点，你需要做的不仅仅是找寻显而易见的简单天体，你得眼观六路、审视一切。”

彭尼说，WFIRST太空望远镜可能发现的行星将比迄今为止发现的大多数行星离自己的恒星更远。它的观测任务将以开普勒太空望远镜的工作为基础，后者已经在太阳系外发现了2600多颗行星，其观测任务已于2018年10月30日结束。

彭尼说:“开普勒望远镜任务开始之初，寻找的行星是那些距离自己的恒星比地球距离太阳近的。而WFIRST望远镜则会寻找那些轨道更大的行星，来使这一任务更加完整。”(行星的轨道越大，距离自己的恒星就越远。)

WFIRST望远镜将使用微引力透镜技术来找寻新行星，这种技术依靠恒星和行星的引力来弯曲并放大远处恒星发出的光线。

这种微引力透镜效应与爱因斯坦的相对论有关，它使望远镜能够发现距地球数千光年的行星，这一距离比其他行星探测技术所能到达的要远得多。但是，由于微引力透镜效应只有在行星或恒星的引力使另一颗恒星的光线弯曲时才会起作用，所以对任何一颗行星或恒星来说，这种效应每隔几百万年才会出现一次，每次仅持续几个小时。要持续监测银河系中央的1亿颗恒星，WFIRST望远镜要花的时间可不会很短。

彭尼在这个研究中预测，在这些尚未发现的行星中，大约有100颗其质量可能与地球相当或者比地球低。

在绘制银河系和其他星系的地图方面，这台新望远镜将会比1990年发射的哈勃太空望远镜快100倍。

WFIRST望远镜观测任务预算约为32亿美元，它将以比以往任何类似望远镜都高的分辨率细看宇宙大约2平方度的一小块区域。彭尼说，这个分辨率将使WFIRST望远镜比之前组织的任何搜寻看到更多的恒星和行星。

彭尼说:“虽然这块区域只占太空的一小部分，但与其他太空望远镜的观测区域相比，已经算是很大的了。WFIRST望远镜有广阔的视野和高分辨率，这一独特组合使其在用微引力透镜技术搜索行星方面功能很强大。”以前的太空望远镜，包括哈勃望远镜和詹姆斯韦伯望远镜在内，只具有上述组合中的一个功能。

彭尼表示，WFIRST望远镜将给天文学家、天体物理学家和其他研究太空的人提供更多关于太阳系外更多行星的信息。

彭尼讲道:“WFIRST望远镜可以让我们找到以前从未见过的行星。从WFIRST的微引力透镜观测中，我们将了解不同类型的行星形成的频率，以及我们的太阳系有多独特。”

到目前为止，科学家已经发现了大约700个包含不止一颗行星的行星系统。一共发现了大约4000颗行星。但是，尽管人类已经在星系的近处和远处搜寻生命的迹象，但大多数的搜寻都是在离恒星比地球离太阳更近的行星上进行的。

彭尼说，WFIRST望远镜的“红外”部分也很重要。他认为红外光让WFIRST望远镜能够看透位于我们和银河系平面之间尘埃，也能看透银河系中央区域，这是地面光学望远镜无法做到的。因此WFIRST望远镜可以接触到恒星更密集的宇宙区域。”

从WFIRST望远镜的观测项目启动到望远镜将执行的研究项目的设计，俄亥俄州立大学都发挥了重要作用。

该任务仍在规划阶段：NASA于2016年2月宣布推进WFIRST项目，并于2018年5月开始初步规划。