即将推出的我们最新的空间望远镜 @NASARoman 配备了专门工具，旨在帮助它发现并研究环绕遥远恒星运行的系外行星。

在我们最新的NASA《好奇宇宙》播客中，了解这些工具及其工作原理：https://t.co/nCZCpF1MIO https://t.co/sXisT3J98c

Roman系列：围绕其他恒星的木星 - NASA

来源：https://www.nasa.gov/podcasts/curious-universe/roman-exoplanets/?utm_source=TWITTER&utm_medium=NASA&utm_campaign=NASASocial&linkId=999086146 节目简介：

NASA的南希·格雷斯·罗曼空间望远镜正致力于发现太阳系外的行星。NASA科学家伯特兰·梅内松和凡妮莎·贝利将解释罗曼望远镜的宽视野如何将多达10万颗新的系外行星纳入一项将改变我们理解行星系统形成方式的银河系普查。我们还将了解一台实验性相机，它将使科学家能够首次直接拍摄围绕类太阳恒星运行的、木星大小的系外行星——并分析其大气层。

NASA播客《好奇宇宙》罗曼空间望远镜迷你系列的艺术插图。图像展示了南希·格雷斯·罗曼空间望远镜的精细近景渲染图。“Roman Space Telescope”（罗曼空间望远镜）的标志位于底部中央，“Curious Universe”（好奇宇宙）的标志位于画面顶部中央。

[音乐：SYSTEM Sounds的《好奇》]

主持人雅各布·平特： 这是NASA的《好奇宇宙》。我是雅各布·平特。

NASA即将发射一台新的空间望远镜，它将改变我们观察宇宙的方式。

它被称为南希·格雷斯·罗曼空间望远镜。

罗曼将研究一些最大的宇宙之谜。

解答关于宇宙如何随时间演变的问题……是什么驱动着它的膨胀……以及存在于我们太阳系之外的世界。

罗曼拥有独特的能力，能够以惊人的速度和精度勘测广阔的太空区域。

它将收集海量数据，包括超过十亿个星系……并帮助发现成千上万颗环绕遥远恒星运行的行星。

罗曼将加入其他空间望远镜的行列……包括哈勃和韦伯。

它建立在NASA数十年来塑造我们宇宙观的技术和知识基础之上。

[音乐：Brice Davoli的《社会进步》]

雅各布： 在本期节目中……罗曼将如何发现和研究我们太阳系之外的新世界……系外行星。

我们将了解罗曼如何进行银河系普查……凝视我们银河系的中心，并将多达10万颗新的系外行星添加到我们已知世界的目录中。

每发现一颗新的系外行星，我们就能多了解一点行星如何形成……以及我们自己的太阳系是如何诞生的。

我们还将窥探搭载于这台空间望远镜上的一个实验性仪器……该仪器将首次让科学家详细观察木星大小的系外行星。

所有这些将为系外行星科学的新时代铺平道路……并让我们离最终发现像我们一样、小型、岩石构成的系外行星——“类地系外行星”更近一步。

L3Harris Technologies（罗曼日冕仪项目的承包商）的工程师正在检查仪器的光路，该光路将望远镜的光引入仪器。图像左侧有两名身穿白色全身防护服的人，正弯腰仰望仪器组件。他们面前的硬件由金属箱体和电线组成，放置在支架上，支架高度超过工程师的头顶。最顶部的仪器侧面呈纹理红色，并有蓝色和粉色的电线。所有组件都位于一个银色框架内，顶部有一块黑色面板。图片来源：Chris Gunn/ NASA JPLEngineers inspect the Roman Coronagraph instrument’s optical path, which feeds light from the telescope into the instrument. (NASA/Chris Gunn)[音效：蟋蟀鸣叫，篝火噼啪声]

雅各布： 如果你在晴朗的夜晚，前往一个光污染较少的地方仰望天空，通常可以看到数千颗星星。

[音乐：Thomas Gallicani的《科学进步》]

雅各布： 我们现在知道，平均而言，这些星星中的每一颗都至少有一颗系外行星环绕运行。

迄今为止，我们已经探测到了超过6000颗。

我们了解到，系外行星和行星系统有着多种多样的形态和大小。

我们仍然只能猜测这些系外行星是什么样子……但我们最好的猜测会让最具创造力的科幻小说作者都感到脸红。

我们发现了会下玻璃雨的行星……完全被熔岩海洋覆盖的行星……以及拥有……我知道这听起来像矛盾修辞法……热冰的行星。

[音效：雨滴声，沸水声，嘶嘶声]

雅各布： 这是一个全新的领域。我们仍处于起步阶段……正在开发新的方法和技术来探测系外行星并了解它们最基本的特征。

事实上，大约30年前，我们还不确定系外行星是否真的存在。

而就在起点处，有一位年轻的法国科学家，名叫伯特兰·梅内松。

伯特兰·梅内松： 当我23岁时，我参加了一个实习招聘会。有很多主题。其中一个在当时非常超前的话题就是关于系外行星。

雅各布： 今天，伯特兰是NASA喷气推进实验室罗曼空间望远镜的副项目科学家……他是负责罗曼系外行星科学的人员之一。

但在30年前的那个招聘会上，系外行星科学几乎不存在……它是一个完全理论化的领域。

伯特兰： 那时还没有人探测到过系外行星，也没有发现其大气成分，但我觉得这是一个非常有趣的话题，所以有点像一场赌注——进入一个尚无探测成果的领域，但它激发了我的想象力，我想是这样。

雅各布： 对这场新领域的豪赌得到了回报。1995年，当伯特兰还在读研究生时，事情发生了。

两位瑞士科学家发现了第一颗系外行星。

伯特兰： 最初论文的一位审稿人是和我们一起工作的同事，所以他告诉我们：“别告诉其他人，但我们可能探测到了第一颗系外行星。” 后续的事情就成为了历史。

雅各布： 那颗行星是51 Peg b……昵称“Dimidium”。

研究人员通过观察行星的母恒星，注意到它有轻微的摆动……

伯特兰： 基本上，如果一颗行星围绕恒星运行，恒星会对此运动做出反应，沿着视线方向或垂直于视线方向自身发生摆动。

雅各布： 几年后，这两位科学家因这一发现获得了诺贝尔物理学奖。

伯特兰： 这非常令人兴奋，因为没有人预料到这类行星。你首先发现的通常是所谓的自然界的怪胎。

[音乐：Frederic Sans的《新进展》]

雅各布： 现在，51 Peg b 绝对是个怪胎。首先，它巨大无比……是一颗比木星还要大的气态巨行星。而且它围绕其恒星运行的轨道比木星在我们太阳系中的轨道要近得多。

这让科学家们感到困惑。

也许我们需要重新思考我们以为了解的行星系统运作方式。

凡妮莎·贝利： 所以最早发现的系外行星与我们太阳系中的任何天体都完全不同。它们是木星大小的天体，轨道却比水星的轨道还要紧凑，你立刻就知道，产生我们太阳系的行星形成模型，并不是银河系中唯一存在的行星形成类型。

雅各布： 换句话说……

凡妮莎·贝利： 我们的太阳系不是宇宙蓝图。

雅各布： 这是凡妮莎·贝利。她是罗曼望远镜团队的一名仪器科学家。

她说，想象那张展示太阳系行星从太阳向外排成一线的地图……

你知道的……水星、金星、地球、火星……然后是巨大的气态巨行星，木星、土星、天王星、海王星……可能还有冥王星……取决于你上学的时候。

凡妮莎： 我从小，你也是，就伴随着这样的观念：所有的小型岩石行星都在行星系统的内部。所有巨大的巨行星都在外部，而天文学家和行星科学家已经建立了一个模型，解释如何形成一个行星系统，使内部产生岩石行星，外部产生巨大的气态巨行星。

雅各布： 我们发现的系外行星系统根本不是那样的。它们有像51 Peg b那样的巨行星……甚至还有更奇怪的东西。

凡妮莎： 所以，我们已经发现了很多这样的“热木星”，还发现了被称为“超级地球”或“迷你海王星”的东西，这些在我们太阳系中完全找不到。顾名思义，我们不知道它们是放大的岩石行星，像更大的地球版本，是超级地球？还是海王星的缩小版，带有巨大的氢气大气层？迷你海王星？现在已知，这些实际上是一些系外行星系统中最常见的行星类型。所以，你知道，我们所见之处，系外行星都呈现出令人难以置信的多样性，总有新的、有趣的东西。

[音乐：Jan Telegra的《点和划》]

雅各布： 科学家们认为，我们不断发现这些怪胎的原因在于我们的探测方法。

有摆动法……

[音效：振荡呼啸声]

雅各布： 还有另一种方法，天文学家仔细测量恒星的亮度。

[音效：滴答声]

雅各布： 当恒星的亮度轻微下降时，这可能表明有一颗环绕的行星正从它前面经过。

凡妮莎说这两种方法……

凡妮莎： 事实证明，它们最擅长探测非常靠近其恒星的大型行星。

通过这两种方法，你都是在观察一颗恒星，并推断其环绕行星的信息。

凡妮莎： 与我们太阳系内的行星科学不同——在那里我们可以发送探测车或探测器，作为研究系外行星的天文学家，我们唯一能使用的工具就是光。

雅各布： 科学家们称这些技术为“间接方法”。

凡妮莎： 这两种方法都是寻找行星影响恒星光线的方式所留下的特征，你无法直接看到行星本身，但你能看到它如何改变恒星的光线，并由此推断出那里有一颗行星，已确认的6000多颗系外行星中，绝大多数都是通过这些间接方法之一发现的。

雅各布： 但由于它们偏向于特定类型的行星，我们知道我们对宇宙的图景是不完整的。

凡妮莎： 我们还不知道的是，像我们这样的太阳系有多普遍，这仅仅是因为像我们这样的行星非常难以探测。

雅各布： 要真正理解可能的行星系统的范围……以及理解我们的太阳系是如何形成、为什么它拥有现有的行星……我们需要能够发现距离其恒星更远的更小行星的方法。

比如，地球距离我们太阳的距离。

而且我们需要发现的数量远不止6000颗。

这就是罗曼登场的时候。

罗曼的主要仪器是宽视场仪器。

它是一个拥有3亿像素的相机，视场比哈勃大100倍。罗曼将使用该仪器寻找距离地球最远可达26,000光年的系外行星。

从下方可以看到一个虹彩紫蓝色的方形探测器阵列，附着在一个厚实的矩形金银色金属硬件上。一名身穿白色防护服、戴着手套的男子正握住结构的一侧。该结构悬挂在拥有白色和蓝色墙壁的大型房间的天花板上。它大约有一个小微波炉那么大，探测器阵列排列成略微弯曲的行列。背景中失焦可见蓝红相间的NASA标志和“戈达德太空飞行中心”文字。图片来源：NASA/Chris GunnAn engineer works on Roman’s Focal Plane System (NASA/Chris Gunn)罗曼将寻找大型系外行星在靠近其恒星前方凌日的迹象。

但它还将使用一种更新的探测系外行星的方法：引力微透镜。

这个方法有点复杂……但基本上它利用恒星作为放大镜……

某些恒星的巨大引力会拉伸时空，使得更容易发现那些远离其恒星运行的系外行星。

这种情况并非到处发生，但由于罗曼能够同时观测到如此广阔的天空，它将能够找到发生这种情况的地方。

凡妮莎： 我非常兴奋，因为南希·格雷斯·罗曼任务，其宽视场仪器上的两台相机之一，将使用微透镜方法，对迄今为止最完整的较小行星进行普查，这些行星的轨道距离更像地球、火星、木星，这是我们从未能触及的真实参数空间部分，而这将告诉我们，我们的太阳系是普遍还是稀有，至少能很大程度上回答这个问题。

雅各布： 这种新方法很好地补充了旧方法。

凡妮莎： 凌日法最擅长发现围绕其恒星近距离运行的行星，而微透镜法则更擅长发现围绕其恒星远距离运行的行星。

雅各布： 罗曼发射后，科学团队将把宽视场仪器对准银河系核心，并扫描系外行星。

凡妮莎： 宽视场仪器将凝视我们银河系的中心，在那里它可以在单次成像中看到数十万颗恒星，并且它可以使用这两种间接探测方法之一——凌日法或微透镜法——同时搜索数十万颗恒星周围的行星。我们知道大多数恒星都有行星，因此宽视场仪器通过这些普查将探测到大约10万颗行星，这大概并不令人意外。

雅各布： 这比我们目前所知的系外行星数量多16倍以上。

这个项目有一个很酷的名字……银河凸起时域巡天。

这就像一次银河系普查。由此，我们将获得银河系内行星人口统计的更完整图景……并更好地理解我们的太阳系有多普遍。

但对于给定天区的系外行星……

伯特兰： 我们将只观测到它们一次，并且能够知道它们距离恒星多远、质量是多少，但我们无法获得关于它们的太多细节，也无法再次观测它们。

雅各布： 这是伯特兰。

他说，这意味着从罗曼的宽视场仪器中，我们将更多地了解我们太阳系是如何形成的，以及行星系统通常如何形成。

但通过这些方法，我们无法深入了解系外行星科学中的另一个大问题，那个驱动他的问题——其他行星能支持生命吗？

[音乐：Jan Telegra的《试探性涌动》]

伯特兰： 所以这实际上不是在寻找外星人，这一点我会和我儿子和侄子们讨论，因为他们都不到10岁，但你知道，最终这是我们追寻的目标，寻找宇宙中的生命，就像试图通过实际观测恒星、它们是否有行星、这些行星是否宜居、这些宜居行星是否有生命、是什么样的生命来回答这些基本问题。

雅各布： 系外行星科学最宏大的追求是发现一颗类地系外行星……一颗像我们这样的小型岩石行星，有可能支持生命。

要详细了解这些系外行星，弄清楚它们的大气层由什么构成，它们是否有液态水海洋，它们是否能孕育生命……你需要拉近焦距，进行长时间、细致的观察。

罗曼正在推进关键技术，或许有一天能让我们做到这一点。

一颗行星要有可能孕育生命，它必须位于恒星的宜居带内。

我们有时称之为“金发姑娘区”……如果行星太靠近恒星，它就会遭受辐射轰击。

[音效：盖革计数器嗡嗡声]