罗曼望远镜（Roman Telescope）将扫描上亿颗恒星，批量搜寻系外新世界

图1：银河系正面（face-on）与侧视（edge-on）结构示意图，它突出展示了可能影响行星乃至生命发展的不同银河系环境。银心由多代恒星与超新星不断锻造硅、氧、镁等造岩元素，行星数量多、个头偏大，但恒星密布带来超强高能紫外与X射线辐射；银河系外缘恒星稀疏、辐射温和，行星原料却十分匮乏。介于二者之间的银河宜居带，元素储量与辐射强度配比适中，最容易诞生宜居行星。（图源：NASA戈达德航天中心）
图2：罗曼望远镜银核时域巡天观测范围。这片星域恒星密集，预计捕捉超5万次引力微透镜事件，借此发现系外行星、黑洞、中子星与海王星外天体，填补银心行星观测空白。太阳系坐落于银河系旋臂靠外侧区域，开普勒数据显示银河边缘行星种类偏少，罗曼转而聚焦银心，有望探明星系内侧行星分布规律。（图源：NASA戈达德/CI实验室）
图3：现有系外行星分类统计图，罗曼将补齐大轨道小型行星的数据空白。（图源：NASA戈达德）
图4：热木星艺术想象图：体型等同木星，轨道极度靠近宿主恒星。（图源：NASA艾姆斯、加州理工喷气推进实验室）
图5和图6：南希·格雷斯·罗曼空间望远镜效果图以及镜面实际图，该大视场设备将破解暗能量、系外行星等多项宇宙谜题。（图源：NASA戈达德）

NASA南希·格雷斯·罗曼太空望远镜有望发现十万颗未知系外行星，改写人类对银河系行星分布的现有认知。目前全球各项目累计确认系外行星约6300颗，科研团队预估罗曼能新增约10万颗发现。

本次巡天最大亮点在于观测区域：过往系外观测大多瞄准太阳系周边，罗曼则深入此前鲜有探测的银河系腹地。戈达德航天中心系外行星研究员埃莉莎·昆塔纳表示：“人类搜寻行星一直局限于家门口，罗曼把观测边界拓展至银河不同星域，帮我们厘清全银河的行星形成差异。”

现存绝大多数系外行星都在距地球数千光年范围内，罗曼将目光投向更远的银核凸起区，一直延伸到银河系远端外围。

双观测法搜寻亿万行星
罗曼依托行星凌日与引力微透镜两种技术，批量普查海量恒星亮度变化：
1. 凌日法：行星从恒星盘面经过时造成星光小幅变暗，擅长搜寻大体积高温行星，预估发现约10万颗系外行星。
2. 微透镜法：天体引力临时弯折、放大后方恒星光线，适合捕捉远轨道天体，可找到地火级小型行星、宜居带天体，新增发现超1000颗。很多远距离行星只能依靠该手段探测。

两种观测互为补充，全方位还原银河系从银心到外缘的行星诞生演化规律，助力追溯太阳系的起源环境。

追溯太阳系的诞生历程
如今太阳系距银心2.7万光年，地质与化学证据表明，太阳系最初诞生位置比现在更靠近银心约1万光年，之后慢慢向外迁移。
天文定义氢、氦以外全部元素为重元素：宇宙初期仅生成氢氦，重元素诞生于恒星内部，随恒星生灭不断富集。银核老年恒星重元素含量高，银河外侧恒星重元素匮乏，化学成分直接左右行星的体型、岩质占比与行星系统规模。

戈达德博士后罗比·威尔逊介绍：“重元素丰度越高的恒星，越容易形成行星，尤其巨型气态行星。”罗曼横跨各类恒星族群，对比远近行星样本，摸清类太阳系系统在宇宙中的普遍程度。望远镜计划观测上亿颗恒星，科研团队提前搭建仿真数据集，借助人工智能剔除观测误报，为实测数据落地做好准备。所有观测数据全程公开，专业学者与天文爱好者均可参与行星发掘。

大范围解析系外行星大气
除了找行星，罗曼还能批量解析数千颗凌日行星的大气环境。不同于詹姆斯·韦伯对单颗行星精细化化学探测，罗曼侧重宏观统计海量行星的大气、温度与气候规律。

机载红外设备对热木星观测优势突出：这类行星尺寸比肩木星，公转周期仅数日，高温释放明显红外辐射。行星凌日出现主亮度凹陷，运行至恒星背面时形成次凹陷。科研人员通过次凹陷测算行星整体温度，比对行星昼夜温差、高温区偏移，反推大气环流与季风特征。

开启新一轮系外行星变革
业内普遍认为罗曼将复刻开普勒望远镜的划时代意义。开普勒当年普查十万颗恒星，证实行星遍布银河、数量不输恒星；而罗曼聚焦上亿颗恒星、深耕空白银心区域，产出的海量基准数据，将彻底革新人类对地外世界、以及地球宇宙定位的认知。
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