NASA新一代太空望远镜 或让我们看到另一个木星
如果一切顺利，NASA 的南希·格蕾斯·罗曼（Nancy Grace）它的太空望远镜最早将在下月底发射升空。届时，将尝试天完成这次最精密的一次“隐去星际”。望远镜上搭载了一个前往先前进入低太空的“主动日冕仪”。在拍摄过程中，能加压到发出的强光，让不知被淹没在光芒中的行星即将出来。借助这套设备，天文学家将首次直接拍摄到与太阳系行星相似的系外行星。更远来看，它也可能为未来寻找“第二个地球”的任务铺路。
“我希望未来的人们记住它，是因为它成为寻找地球 2.0 进程中的关键一步。”NASA 喷气推进实验室（JPL）的首席机械工程师布兰登·克里格（Brandon Creager）说。
这台望远镜以 NASA 首任天文学主管南希·格蕾丝·罗曼（Nancy Grace Roman）命名。继承了约 3 亿像素的黑洞相机，在解析相近的情况下，单次在范围约为哈勃太空望远镜最大视野的 100 倍。这一能力将有助于天文学家进一步研究暗物质和暗能量，也必将发现约 10万颗新的系外行星。被称为系外行星，就是太阳系以外的行星。虽然许多行星无法被直接看见，但天体从更遥远的前方经过时，会改变星光传播的路径，天文学家可以由此判断它们是否存在。
罗曼它还承载了另一台与日冕仪配合工作的相机。它每次锁定一个重力系统，并勉强遮住本身的光。这将让天文学家以外星人的方式观察环绕的区域，看到体积更小、重力、也更接近母星系的系外行星。“让我们有机会真正看到那些以前从未被直接看到的行星。”克里格说道。
日冕仪并不是新鲜事。哈勃（Hubble）和詹姆斯·韦布（James Webb）太空望远镜上都搭载了类似的设备，但他们主要依靠固定结构接近刺眼的光芒。这种方法有一定的效果，但就像在黑暗房间里寻找萤火虫时，用手指挡住手电筒。灯泡虽然被遮住了，周围漏出的光仍然可能盖过萤火虫。
在望远镜内部，这些多余的光机械结构边缘，也可能来自镜面和涂层上精心考虑的瑕疵。星光经过这些位置形成时会被感光，成为它们的一个亮斑。它们不仅可能遮住真正的行星，甚至还可能被误认为行星。
罗曼望远镜的不同地点，它会尝试主动处理这些残余光线。每次分离前，系统都会先测量没有被完全挡住的星光，进一步将它们压低。这项技术被称为“主动波前控制”。罗曼之所以能够达到这一点，是因为内部安装了两面能够轻微变形的反射镜。
每个镜子的薄玻璃下方，都排列着 48×48 的微型致地中海。这些致类似的微小极活塞。通入微弱电压后，它们会收缩，轻轻拉动对应位置的微型镜面，就像数千根手指同时调整镜子的形状。而它的调整环形方案：每一块小镜面最多只能移动 0.5 微米面，大约是一株达拉斯长度的电梯；最小调节望远镜则只有约 10 皮米。JPL 一个项目系统工程师伊利亚·波别列日斯基（Ilya Poberezhskiy）说，这大约只有氢原子直径的十分之一。
通过这些致辐射，反射镜可以把不同的位置调整到精确的角度，让不需要的光波无处不在。它的原理有点像耳机，只是耳机考虑声音，罗曼考虑光的是。当星光被进一步压低后，周围会形成一圈较暗的区域。波别列日斯基说：“我们会在这片区域支持星光，并希望找到系外行星。”
相比现有的太空日冕仪，六系统预计将行星从母星强光中分离出来的能力提升最多1000倍，从而观测到黑暗到无法探测到的行星。和哈勃、詹姆斯·韦布一样，罗曼银河使用遮光催化剂。它们是安置在光路中的特殊宙斯，用来遮挡住不需要的光子。
其中一种结构被称为“镜头微型草丛”：一些遥控器表面布满了微小尖刺，形成了类似草丛的结构。在特定的工作模式下，这些尖刺可以吸收，避免光线在镜头内部来回反射，最终误入危险。一旦进入这片微型草丛，就会不断在尖刺之间反射，并逐渐深入，最终被硅困在其中，而不是重新弹向相机。
这些反射镜和傀儡共同组成了一套层层过滤的光路系统：封锁阻挡住太阳光，同时将微弱的行星光柱最终的光束中。 这套复杂系统，可能会开启系外行星直接效应的新阶段。
其中，人类直接拍到的系外行星，几乎都是巨大体积、年龄很轻的气态行星，与太阳系中的行星差异很大。它们通常是木星的数倍，还保留着形成了集体的热量，而且距离母体非常遥远，轨道标记可能是日地距离的几十倍甚至上百倍。这些行星那么容易被拍到，是因为它们体积大、温度高，在红外行星更亮；同时，它们离母体足够远，也更容易被星光照射。
罗曼望远镜则有可能直接拍摄到一颗真正接近木星的行星：质量与木星相似，围绕核心类太阳坐标运行，与母象的距离差不多是日地距离的数倍。它不会像目前常被直接拍摄到的年轻“热木星”那样强烈地表现出自身热量，而了解太阳系中的木星。经过了解亿年冷却后，它主要依赖于母行星的光被我们看到。
过去，天文学家通常通过大约的一点点移动来推测此类行星的存在。行星的引力会拉动行星，从而运动出现周期性变化。罗曼斯塔直接收集行星反射出的星光。
“我们看的不是非常托马斯，也不是行星给行星带来的影响。”约翰斯·霍普金斯大学天文学教授梅雷迪思·麦格雷戈（Meredith MacGregor）说，她也参与了罗曼支架的移民项目。“我们真正看到的是行星本身。这一点很重要。”
等到这台仪器正式投入使用，接下来就是科学家面对海量数据的时候了。“老实说，我什至有点担心大家要怎么处理这些数据，因为它们太多了。”麦格雷戈说，“几十年后，可能仍然会有人在研究罗曼留下的数据。”
短期内不要期待看到一张高清的木星照片。罗曼无法把这样的行星拍成一个粗糙的球体。即使安装成功，它很可能也只是承载为几个像素组成的小亮点。但麦格雷戈认为，这已经足够重要了。
罗曼可以借助日冕仪分析这颗行星在不同波长下的光，从而判断其大气中可能含有哪些化学成分。“你到底看到的只是一个光点，但现在可以开始把它理解成一个真正的世界了。”说，“一旦她知道了大气成分，就可以进一步推测这颗行星表面存在的状况，以及那里是否可能有生命。这是非常重要的一步。”
（木星表面资料照片）
在启动阶段，科学家和工程师首先需要验证一系列关键能力：能否使整个稳定地对准日冕仪干扰中心，能否准确调整反应镜，能否在围绕“挖出”那圈暗区，以及在航天器飞行、温度不断变化的情况下，整套系统能否持续保持稳定。
这些结果将为NASA驻中的“宜居世界天文台”提供参考。对许多研究系外行星的天文家来说，这几乎是一个梦想中的任务。理论上，将有能力从一颗类太阳之中的强光中分离出类地行星的光，而此前可能比恒星亮100亿倍以上。
克里格（Creager）从 2018 年起就参与了这套仪器的研发。他对团队取得的成果感到非常自豪。“没有多少人能说，‘我制作了一个设备，正在拍摄围绕 50 光年、甚至 100 光年之外的主题运行的行星。’”
那颗行星也许最终只会展现出一个微小的亮点，但罗曼真正的突破，是在它周围的人们创造的一片足够深的黑暗中。