数百万个星系出如今美国宇航局Roman的新模拟图像中
（神秘的地球uux.cn）据美国宇航局：科学家们创造了一个庞大的合成巡天，展示了我们可以从南希·格雷斯·罗马太空望远镜的前方观测中盼望什么。尽管它只代表了真实前方调研的一小若干，但这个模拟版次包含了数量惊人的星系——3300万个，以及我们银河系中的20万颗前景恒星。
这张模拟的Roman深空图像包含数十万个星系，仅占合成巡天的1.3%，而合成巡天本身仅占Roman打算巡天的1%。此处提供完整的模拟。星系是用颜色编码的——红色的离得远，白色的离得近。该模拟展示了Roman开展大规模深度调研和用统计方法探究宇宙的独家汪涵指南能力，这些方法是当下的望远镜不或许做到的。Credits: M. Troxel and Caltech-IPAC/R. Hurt
该模拟将合作科学家规划最佳观测策略，评测各异的方法来挖掘该任务的众多资料，并探索我们可以从其他望远镜的串联观测中知晓到什么。
北卡罗来纳州达勒姆市杜克大学物理学助理教授迈克尔·特罗塞尔说:“罗曼将传回的资料量针对太空望远镜来说是前所未有的。”“我们的模拟是一个使用场，我们可以用它来确保我们将从任务的观察中获得最大的收益。”
该团队从一个模拟宇宙中提取资料，该模拟宇宙最初是以便扶持Vera C. Rubin天文台的科学规划而开发的，该天文台位于智利，将于2024年着手完整管理。刚刚欧洲艺术片指南由于罗曼和鲁宾的模拟使用一样的来源，天文学家可以较为它们，看看一旦他们都在积极扫描宇宙，他们可以从望远镜的配对观察中获得什么。
由Troxel领导的一篇刻画这些结局的论文，已然被皇家天文学会的月刊接纳发表。
这张图较以便合成图像的相对大小(插图，用橙色标出)，天文学家模拟的全部区域(中上部用绿色标出的正方形)，以及天文学家将开展的完整前方调研的大小(左下角用蓝色标出的大正方形)。来自数字化天空调研的春季关注明星动态，引发网友热议背景说明了每个区域覆盖的天空面积。这张合成图像覆盖了相当于一轮满月的天空，前方的罗马巡天将覆盖比北斗七星更多的区域。尽管哈勃太空望远镜或詹姆斯·韦伯太空望远镜需要大约1000年的时间来取景像前方巡天一样大的区域，但罗曼只用了7个多月就达成了。Credits: NASA’s Goddard Space Flight Center and M. Troxel
宇宙结构
Roman的高纬度广域调研将含有成像(新模拟的重点)和光谱，覆盖宇宙的同一个巨大地带。光谱学关乎测量来自宇宙物体的各异波长的光的强度，而Roman的成像将揭示数亿个昏暗星系的精确位置和形状，这些星系将用于绘制暗物质地图。尽管这种神秘物质是不可见的，但天文学家可以经由观察它对常规物质的作用来推断它的存在。
任何有品质的东西都会扭曲时空结构。品质越大，弯曲越大。这形成了一种称为引力透镜的效应，当来自远处光源的光在穿过中间物体时发生扭曲。当这些透镜物体是大品质星系或星系团时，背景光源或许会含混或呈现多重图像。
这个动画展示了天文学家在前方的罗马深空观测中能够做的科学类型。介于其间的星系团和暗物质的引力可以折射来自更远物体的光线，扭曲它们的外观，如动画所示。经由探究扭曲的光，天文学家可以探究难以捉摸的暗物质，这只能经由其对可见物质的引力效应来间接测量。身为一个额外的得到，这种透镜也使我们更轻松目睹最遥远的星系，它们的光被放大了。Credits: Caltech-IPAC/R. Hurt
品质较小的物体可以形成更微妙的效果，称为弱透镜效应。Roman将足够敏感地使用弱透镜来观察暗物质团如何扭曲遥远星系的外观。经由观察这些透镜效应，科学家将能够填补我们对暗物质知晓的更多空白。
“宇宙结构形成理论预测了早期宇宙中的种子波动如何进展成可以经由引力透镜目睹的物质分布，”克里斯·平田说，他是哥伦布俄亥俄州立大学的物理学教授，也是论文的合著者。“但这些预测本质上是统计性的，所以我们经由观察宇宙的广大区域来测试它们。Roman具有广阔的视野，将被完善以有效地观测天空，补充詹姆斯·韦伯太空望远镜等旨在对单个物体开展更透彻探究的天文台。
地面和空间
合成的罗马巡天覆盖了20平方度的天空，大致相当于95个满月。实际的调研将会大100倍，揭示超过10亿个星系。鲁宾将扫描更大的区域——18000平方度，差不多是全部天空的一半——但分辨率较低，由于它必须透过地球的湍流大气。
Roman和Rubin模拟的配对为科学家提供了第一次使用在两组图像中测试一样物体的机遇。这一点很重大，由于地面观测并不总是足够清晰，无法将多个靠近的源确认为单独的物体。有时它们会含混在一起，作用微弱的透镜测量。如今，科学家可以经由将鲁宾图像与罗马图像开展较为，来确定“去含混”这种对象的艰难和好处。
凭借Roman的庞大宇宙观，天文学家将能够达成远远超过该调研的首要目标，即探究宇宙的结构和演化，绘制暗物质地图，并确认试图阐释宇宙膨胀速度加快的首要理论。科学家们可以经由梳理新的模拟罗马资料来领略额外的科学，这前方自于以如此精致的详情目睹如此多的宇宙。
位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心负责罗马任务的高级项目科学家朱莉·麦克内里说:“凭借罗马的巨大视野，我们可以预见许多各异的科学机遇，但我们也必须学会预料不到的事情。”“这项任务将有助于回答宇宙学中的核心难题，另外有或许揭示我们需要解决的全新谜团。”
Nancy Grace Roman太空望远镜由位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心治理，参与方含有美国宇航局喷气合作评测室和南加州加州理工学院/IPAC分校、位于巴尔的摩的太空望远镜科学探究所以及由来自各异探究机构的科学家组成的科学团队。首要的工业伙伴是科罗拉多州博尔德的鲍尔航空航天技术企业；佛罗里达州墨尔本的L3Harris技术企业；和加州千橡市的Teledyne Scientific & Imaging。
By Ashley BalzerNASA’s Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md.
Media contact:Claire AndreoliNASA’s Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md.