想像一下,太空中有 100 個哈伯望遠鏡組成觀測艦隊,用比現今哈伯太空望遠鏡還要快 1,500 倍的速度掃描天空——這就是單一架大視場紅外巡天望遠鏡(Wide Field Infrared Survey TelescopeWFIRST)的能力,即將在 2020 年中發射升空。

Simulated Image Demonstrates the Power of NASA's Wide Field Infrared Survey Telescope

A simulated image showing how WFIRST could image the Andromeda Galaxy.

哈伯Simulated Image Demonstrates the Power of NASA's Wide Field Infrared Survey TelescopeSimulated WFIRST observation of the Andromeda Galaxy空望遠鏡於 1990 年發射升空,大幅改變我們對宇宙的認知與觀察方式,不過它運轉至今已近 30 年,隨著技術更迭,NASA 正在開發新一代太空望遠鏡,希望擴大觀測視野,而其中一個就是大視場紅外巡天望遠鏡。

跟哈伯望遠鏡一樣,大視場紅外巡天望遠鏡也在近紅外波長下觀察宇宙,不同的是後者可以拍下更大區域的高解析度圖像。通常,望遠鏡設計目的是獲取宇宙一個小區域的高解析度圖像,依比例來看,大概就是拍下你手臂上一粒沙大小的區域,如果一次拍太大面積,放大細看就會失真,因此,想拼湊出某星系的一張高解析度大圖,需要多個望遠鏡合作或同一個望遠鏡多次拍攝才能辦到。

但大視場紅外巡天望遠鏡魚與熊掌可兼得,其單次高解析度圖像拍攝面積至少是哈伯望遠鏡的 100 倍大;或者說,大視場紅外巡天望遠單一次拍攝的圖像,相當於哈伯太空望遠鏡要拍 100 次然後慢慢拼湊而成的照片。

雖然大視場紅外巡天望遠鏡尚未升空「開眼」,但 WFIRST 團隊已經開始模擬大視場紅外巡天望遠鏡的拍攝威力:比如距離銀河系 34,000 光年遠的仙女座,哈伯太空望遠鏡必須拼湊 400 張圖像才能創造出單一幅仙女座照片,但是大視場紅外巡天望遠鏡只需拍 18 張圖像就能組出來。

就視域而言,一個大視場紅外巡天望遠鏡相當於 100 個哈伯太空望遠鏡,前者不只能獲得高解析度圖像,掃描速度還比後者快上 1,500 倍,更可以在短短幾個小時內繪製出銀河系盤面全景圖,非常適合執行大型調查計畫,比如監視成千上萬個遙遠星系中的超新星爆炸事件、繪製星系的形狀;此外,大視場紅外巡天望遠鏡攜帶的日冕儀也能協助調查系外行星。

當初天文學家靠著哈伯太空望遠鏡一瞥宇宙某個角落,未來 WFIRST 將幫助天文學家一瞥角落周遭更大範圍的環境。

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