天文學組織提出用高畫質晰度空間望遠鏡探測類地球行星
天文研究大學協會今天釋出了他們的計劃，研製高畫質晰度空間望遠鏡，這是一個未來的高畫質晰度空間天文臺，該組織希望能接替NASA的詹姆斯韋伯太空望遠鏡（JWST）。這臺望遠鏡有一個主鏡，它的直徑接近40英尺，是JWST的兩倍。新提出的望遠鏡應該位於第二個地球太陽拉格朗日點（L2），這個地方離地球近100萬英里。它的主要目標是直接在我們的宇宙中拍攝幾十顆類似地球的外行星。奧拉今天下午透過尼爾·德格萊斯·泰森領導的小組討論，在美國自然歷史博物館展示了這一概念。
航天局還沒有發射JWST，它是哈勃望遠鏡的後繼者，它將利用紅外線比以往任何時候都更深入地觀察宇宙；那架望遠鏡將在2018年某個時候升空。但是AURA說是時候開始思考JWST之外的問題了。1996年，奧拉寫了一篇關於哈勃望遠鏡之後應該做什麼的報告，這個想法最終變成了JWST。現在，他們認為HDST是未來25年的最佳選擇。
“宇宙中只有我們嗎？”
新的設計是我們最接近JWST的繼任者。目前，詹姆斯韋伯被認為是下一代太空望遠鏡，在範圍和能力上超過哈勃。它也將位於第二地日拉格朗日點——但它的目標更為籠統：回顧過去。詹姆斯韋伯望遠鏡將使用紅外線，主要用於觀測130億光年以外的星系。由於宇宙的年齡估計在138億年左右，因此從這些星系所看到的光將來自它們非常年輕或剛剛形成的時候，使我們能夠瞥見早期宇宙的曙光。
奧拉支援JWST。但該組織還表示，天體物理學家需要一種目標更為集中的不同型別的望遠鏡。該組織在一份宣告中指出，儘管我們的物種已經發現了多少，但我們仍然無法回答一些重大問題：“我們在宇宙中是孤獨的嗎？其他類似地球的世界是共同的嗎？有生命跡象嗎？“生命是如何從一個沒有生命的宇宙開始出現的？”奧拉說，用合適的望遠鏡，我們終於可以解決這些問題。
這就是HDST的用武之地。發射後，望遠鏡將直接成像圍繞數百顆恆星執行的系外行星。這與開普勒任務的目標類似，開普勒任務是由美國宇航局（NASA）發射的一個空間天文臺，旨在發現圍繞銀河系其他恆星執行的類地行星。現在，由於開普勒和其他基於地球的觀測，我們在宇宙中發現了近2000顆系外行星。它們中的大多數還沒有被直接看到，但天文學家估計，僅在銀河系中，就有大約110億顆地球大小的行星圍繞著令人垂涎的“宜居帶”（即恆星周圍行星可以支援液態水的區域）中的類日恆星運轉。
因此AURA希望有一個更好的望遠鏡來窺視這些世界——因此HDST，本質上是詹姆斯·韋伯望遠鏡，但執行開普勒任務。與開普勒不同，HDST被設計成直接成像系外行星。目前，我們依靠間接成像方法對系外行星進行分類——比如觀察系外行星在其宿主恆星前交叉時發生的週期性變暗。提議的HDST改進了這一點。它也許能夠利用從紫外線到近紅外的波長直接觀察行星發出的微弱光線。這意味著天文臺將能夠直接描述一顆行星的大氣層——這一重要特徵將有助於確定這些太空岩石是否有生命存在。奧拉認為，有了足夠大的行星大氣樣本，觀察生命跡象的可能性將大得多。
這個天文臺將能夠直接描述一顆行星的大氣層
“如果生命是罕見的，人類發展戰略將把我們從目前對有人居住世界的發生率完全無知的狀態帶到第一個限制，這可能顯示出我們自己的存在是多麼了不起，”奧拉寫道如果生命是普遍存在的，那麼一個具有非常不尋常的大氣化學性質的地球大樣本將確保我們相信地球之外存在某種生命，而不管是否存在假陽性。”
將HDST變為現實所需的一些技術還沒有準備好。為了準確捕捉系外行星的大氣層，天文學家將需要一種尚未開發的技術，稱為星光抑制。許多這樣的星球圍繞著難以置信的明亮恆星執行，這些恆星將系外行星吞沒在光中，使它們極難被看見；一些系外行星比它們的主恆星要暗100億倍。從理論上講，星光抑制將把星光阻擋在100億分之一的範圍內，以便直接探測軌道行星。今天的宣佈是對物理學家的一種提醒，他們要開發使HDST望遠鏡成為可能的技術。
自從開普勒任務以來，我們已經知道在宜居區還有其他類似地球的行星，但是間接的觀測方法使我們很難弄清楚這些行星周圍有什麼樣的大氣層——如果有的話。如果我們想確定哪些行星可能是我們發現是否只有我們一個人在這裡的最大希望，我們就需要直接觀察這些星球。有了適當的資金，HDST可以給我們最好的面貌。
Vox影片：從太空中可以看到的五種人類活動
- 發表於 2021-04-30 16:35
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