美國太空總署計劃製造新的太空望遠鏡尋找外星生命和宜居世界


韋伯太空望遠鏡雖然去年才發射升空開始運作,但美國太空總署天文學家已經開始著手準備一項更大的目標,建造一台與韋伯太空望遠鏡差不多大的光學望遠鏡,到本世紀40年代初,在類地行星上尋找生命跡象。

美國太空總署體物理學部主任馬克·甘平(Mark Clampin)表示,韋伯太空望遠鏡的繼任者名為宜居世界天文台(Habitable Worlds Observatory),它與韋伯太空望遠鏡一樣,部署在同樣距離地球150萬公里的日地第二拉格朗日點(second Lagrange Point)。與韋伯太空望遠鏡不同,它將擁有機器維修和升級功能,確保能夠運行幾十年。不過甘平強調,這個項目如果沒有專項經費支持,很難開展設計和技術研發工作。

事實上,宜居世界天文台不會是繼韋伯太空望遠鏡之後,美國太空總署發射的下一台超級太空望遠鏡。美國太空總署還計劃在2027年發射羅曼太空望遠鏡(Roman Space Telescope)一台致力於搜尋暗能量和系外行星的2.4米口徑太空望遠鏡。

但是,美國太空總署需要在宜居世界天文台的幫助下完成2021年美國《行星科學和天體生物學2023年至2032年十年調查白皮書》中的首要任務,建造一台耗資110億美元、6米口徑的太空望遠鏡。哈勃太空望遠鏡和其它一些望遠鏡都出自該項目。

這台太空望遠鏡與韋伯太空望遠鏡不同,它注重光譜的光學部分,而非紅外線部分。調查白皮書還指出,該望遠鏡除了進行一般的天體物理學觀測外,還必須能夠探測25顆近地類地系外行星上的生命跡象,這是從統計學角度確認銀河系中是否存在生命的最低要求。

美國太空總署還提出了其它太空望遠鏡項目,例如:宜居系外行星天文台(Habitable Exoplanet Observatory)和大型多波段測量(Large Ultraviolet Optical Infrared Surveyor,簡稱 LUVOIR)太空望遠鏡。 其中,大型多波段測量太空望遠鏡是多用途天文台,將配置15米口徑的主鏡。 它建立在韋伯太空望遠鏡分段反射鏡基礎上,但外觀要比韋伯太空望遠鏡大得多。

宜居系外行星天文台設計者之一,美國俄亥俄州立大學哥倫布分校的史葛·高迪(Scott Gaudi)指出,宜居世界天文台不包含任何尚未考慮用於宜居系外行星天文台或大型多波段測量太空望遠鏡的技術。

但甘平表示,美國太空總署在進行宜居世界天文台的設計時會採取保守的方法,以避免曾困擾韋伯太空望遠鏡的成本超支和延誤問題。

不過,當前宜居世界天文台項目面臨的最大問題是美國國會的支持。不久之前,美國國會確定今年為美國太空總署天體物理學部撥款15.1億美元,較2022年下減少4%。天體物理學部是美國太空總署四個科學部門中唯一撥款下降的部門。甘平說,他將與利益相關者合作,協調需的資金。

【圖:美國太空總署;文:節錄自科學網頁;新聞資訊由林景明提供】

參考文件:Planetary Science and Astrobiology Decadal Survey 2023 – 2032 White Paper
The Large UV / Optical / Infrared Surveyor (LUVOIR) Telling the Story of Life in the Universe

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