罗马望远镜即将升空：专家详解其独特能力与天文挑战

罗马望远镜：新一代宽视场宇宙巡天利器

南希·格雷斯·罗马空间望远镜（Roman）计划于2026年8月30日从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射，加入哈勃（1990年升空）和韦伯（2021年升空）的行列，成为NASA第三座大型空间天文台。与哈勃和韦伯不同，Roman的核心优势在于其宽视场成像能力——它的单次拍摄覆盖的天空面积比满月还大，而哈勃和韦伯的视场通常远小于满月。这意味着Roman能以极快速度完成大范围巡天，适合统计普查银河系内的行星系统，并解析暗物质与暗能量如何影响宇宙结构的形成与演化。

在光学设计上，Roman的主镜直径约8英尺（2.4米），与哈勃相同，但远小于韦伯的21英尺（6.5米）。它主要观测可见光与红外光（哈勃覆盖紫外、可见和红外；韦伯仅红外），不同波段能揭示不同的天体现象。Roman还具备星冕仪，可以遮挡恒星光芒，从而直接观测其周围的系外行星和原行星盘，为行星形成研究提供直接证据。

轨道选择：近地轨道与日地拉格朗日点L2的差异

Roman将运行在距离地球约160万公里（约100万英里）的日地拉格朗日点L2轨道上，与韦伯同处一处。而哈勃则位于低地球轨道（LEO），距地面仅约500–2000公里（约310–1250英里），这一高度远高于商业航班（约11公里），但仅为地月距离（约40万公里）的0.25%。

低地球轨道目前已相当拥挤，不仅有大量科研、通信、军事卫星，还有废弃火箭残骸、卫星解体碎片以及天然流星体。多家公司计划在未来十年内发射数千甚至上百万颗卫星，这引发了天文学家的严重担忧。一方面，卫星反光会污染天文观测图像；另一方面，若发生碰撞，可能触发“凯斯勒综合征”——一种理论上的级联碰撞效应，导致近地轨道被碎片云覆盖，切断地球与太空的通信联系，甚至影响人类未来进入太空的能力。该概念在电影《地心引力》中有戏剧化呈现，但其科学依据是真实存在的。

地面光污染：比卫星更严峻的观测威胁

除了轨道碎片，地面人工光污染对天文观测的影响更为直接和严重。研究表明，2011年至2022年间，全球夜空的亮度因人工照明（ALAN）翻了一倍以上。在无光污染的暗夜，人眼可看到数千颗恒星；而在纽约市中心，可能仅看到十几颗。即使在半郊区，如宾夕法尼亚州立大学所在的State College，良好暗夜条件下也只能看到几百颗星，而几十年前还能看到银河。

缓解光污染的措施包括：使用遮光罩、定时器或运动传感器、减少灯具数量、采用偏橙红（暖色）光源、避免蓝白光。法国、澳大利亚部分地区以及美国亚利桑那州弗拉格斯塔夫市（洛厄尔天文台所在地）已成功实施限制，使夜空亮度降低90%以上。弗拉格斯塔夫声称即使在市区内也能看到银河，这在2026年对人口超过几千的城镇来说极为罕见。

总之，Roman望远镜的发射将开启宇宙普查的新纪元，但近地轨道拥挤和地面光污染这两大挑战，需要全球协同行动才能保障人类对宇宙的持续探索。

原标题：Will new telescope Roman help reveal long-kept secrets of the universe? Q&A with an expert。 来源：phys.org。

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