欧几里得对银河系核心的视角预览:NASA的罗曼核心调查
欧几里得是一个由欧洲航天局(ESA)发起、美国国家航空航天局(NASA)提供贡献的任务,首次对我们银河系的核心进行了新的观测。此次观测与科学家们将在即将于今年夏季发射的NASA南希·格蕾斯·罗曼太空望远镜观察的区域重叠。这一瞥将为天文学家们在核心罗曼调查中提供重大助力,帮助科学家们获得比单独依靠任一望远镜更多的知识。“这是欧几里得唯一一次暂停正常的天空调查,主要是为了宇宙学,”NASA在南加州的喷气推进实验室(JPL)高级研究科学家贾森·罗德斯说。他同时担任美国欧几里得科学负责人和NASA JPL罗曼项目科学家。“这需要大量的工作和规划,所以必须是对科学有重大影响的事情。将欧几里得的快照添加到罗曼的未来调查中,将帮助我们更好地绘制我们的星系,并更容易地识别像孤立黑洞和流浪行星这样的难以找到的宇宙宝藏。” 欧几里得在其六年主要任务中抽出一天的时间,预览罗曼的银河膨胀时间域调查将针对的天空区域,该调查将为我们银河系中心提供最深的视图之一。尽管欧几里得的单次观测较浅,并缺乏罗曼所看到的一些颜色细节,但其分辨率相似,覆盖的区域更大——大约5平方度,或者相当于约25个月亮的天空面积——因为在2025年3月进行的观测时,罗曼的调查区域尚未确定。在其五年主要任务期间,罗曼将重复成像一个较小的区域(1.7平方度,或大约8.5个月亮的天空面积),以观察数亿颗恒星和其他天体在短时间内的变化。监测这些变化将揭示出大量新的行星以及许多其他宇宙物体和现象。将欧几里得的观测结果缝合到罗曼的收集前端,实际上将把调查的时间延长两年(因为罗曼的银河膨胀观测定于2027年春季开始),使更多的科学变为可能。挖掘隐藏的宝石,罗曼将监测微透镜事件预示的星光微小涌动。这个光弯曲现象发生在像恒星、行星或黑洞等大质量物体——任何有足够引力的物体——与我们视角中的背景星星紧密对齐时。来自遥远星星的光线在由于近处物体的质量造成的扭曲时空中旅行时弯曲。如果对齐尤其紧密,近处的物体就像一个宇宙透镜,聚焦并放大来自背景星星的光线。“通常,透镜物体是另一颗恒星,”路易斯安那州立大学助理教授、欧几里得系外行星科学工作组的共同负责人马修·佩尼说。他花了十多年时间模拟欧几里得和罗曼的数据。“但罗曼也将能够探测到绕其公转的行星,以及几乎不可能以其他方式找到的各种奇怪物体。”这些奇怪的物体中包含在最大恒星死亡后留下的黑洞。天文学家认为,银河系中应该有大约一亿个这种恒星质量黑洞,但到目前为止,他们几乎只在这些无形物体与伴星相互作用时探测到它们。然而,大多数被认为是在银河系中孤独漫游。即使附近没有物体揭示它们的存在,罗曼也将能够找到它们。虽然由行星产生的微透镜事件通常持续几个小时或几天,但黑洞由于质量巨大,可以在更大的空间区域内弯曲光线,产生更长的信号。这意味着天文学家可能需要观察数年才能看到这些物体的对齐情况改变。“欧几里得提供的额外两年时间给天文学家提供了更多时间来观察透镜和源星的分离,从而更容易识别透镜并测量其质量,”路易斯安那州立大学博士后研究员希曼舒·维尔玛说,他一直在分析欧几里得的图像,以帮助科学家预测并更好地理解罗曼预计将观察到的微透镜事件。“虽然大多数行星猎手方法在寻找紧紧环绕其宿主恒星的炽热世界时效果最佳,但微透镜在检测大于地球的轨道世界方面更具优势。这包括那些围绕其恒星旋转的行星,它们距离类似于海王星绕太阳的轨道更远,以及那些完全被逐出原始恒星系统、现在注定要独自游荡银河系的行星。“当罗曼找到它们时,天文学家将能够借助查看透镜物体附近的星星,交叉引用欧几里得的早期观测,以确认一个行星是否真正是流浪的,还是只是非常远地环绕其宿主星,”马里兰大学帕克分校和NASA戈达德太空飞行中心的高级研究科学家、微透镜专家大卫·本内特说道。
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