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罗曼望远镜相机在调试期间记录到首批光子

广域仪器的18个探测器及其机械装置均已在太空中作出响应。这张仍未对焦的图像将作为基准,用于科学观测开始前的校准、光学对准和对焦。

Mosaico de engenharia dos 18 detectores do instrumento de campo amplo do Roman; estrelas aparecem como anéis verdes porque a óptica ainda não estava focalizada.
图片: NASA/Goddard Space Flight Center; Tyler Desjardins (STScI)

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SUPER SCI-Z 编辑分析

南希·格雷斯·罗曼空间望远镜的主相机在9月11日至13日的测试中记录到首批星光光子。在美国国家航空航天局(NASA)公布的工程图像中,恒星呈现为散布在数千个像素上的绿色圆环。这一结果符合预期:探测器阵列仍处于发射时使用的保护位置,光学系统也尚未完成对准和对焦。

这张图像确认光线已经到达广域仪器(WFI)。另行开展的检查确认,18个红外探测器、内部校准系统、滤光片与棱镜转轮以及对焦机构均能响应指令并将数据传回地球。由Ashley Balzer署名的NASA官方更新明确区分了这次首次记录与科学图像:它将作为基准,把弥散的圆环逐步收拢成清晰的点。

在开启探测器之前,团队让广域仪器保持温热状态10天,以清除在准备和发射期间积聚的水分及微量化学物质。9月11日,团队关闭加热器,将整套设备冷却至约−143 °C,随后得以启动探测器。接下来的两天里,工程师发送校准信号,在不受地球重力影响的环境中移动光学元件,并检查对焦机构的机械调节。之后,探测器继续降温,逐步接近约−183 °C的工作温度。

日冕仪则接受了另一套检查。地面操作人员与它的软件、相机、温控系统、机械装置和电子设备建立了通信。该仪器结合遮光掩模与能够轻微改变形状的反射镜,以压低恒星的强光,并测试直接拍摄巨行星和尘埃盘的技术。在成功响应指令后,日冕仪进入去污染和校准阶段;其光学性能尚待测量。

这些工作属于调试阶段,也就是把一艘已经能够运行的航天器转变为经过校准的天文台。罗曼望远镜于8月30日发射,目前正在前往距地球约160万公里的第二拉格朗日点(L2)区域。太阳和地球的轨道几何关系将使天文台在跟随地球运行的同时,沿一条环绕该区域的大尺度轨道飞行。这条轨道称为晕轨道,飞行期间需要定期修正轨迹。进入晕轨道预计将在12月初完成。

其科学意义可以用观测尺度的差异来概括。罗曼望远镜配备2.4米口径的主镜,成像清晰度将与哈勃空间望远镜相当,但广域仪器一次覆盖的天区将大于满月。这种全景视野用于开展星系、恒星、宇宙爆发现象和系外行星巡天。暗物质、暗能量和行星族群仍是未来的科学目标;当前这张失焦图像验证的是仪器运行的一个阶段,而不是这些研究最终能够达到的性能。

已经确认的时间线:8月30日发射;9月11日至13日启动18个探测器、测试广域仪器并记录首批光子;9月15日公布工程图像。正在进行的工作:启动精细导星、光学对准、对焦、热稳定和校准。计划中的节点:12月初进入L2附近的晕轨道;如果调试按计划推进,将于2027年初获得首批科学图像。

Live Science太空与物理编辑Brandon Specktor指出,这幅拼接图汇集了全部18个探测器的响应。下一个可衡量的里程碑,是把每个恒星圆环缩成一个点,利用精细导星保持目标稳定,并证明仪器能在观测期间维持焦点和校准状态。到那时,广域仪器记录到的首次星光才会让位于罗曼望远镜为之建造的大范围天空图。

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要点

  • 工程图像确认光线已到达广域仪器;另行开展的测试验证了探测器和机械装置。
  • 对焦、光学对准、精细导星、稳定性验证和校准工作仍需完成。
  • 望远镜预计于12月进入晕轨道,并计划在2027年初获得首批科学图像。
主要来源NASA

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