打造望远镜“蜂群”以寻找外星生命
天文学家正计划建造一组由多台小型望远镜组成的协同观测“蜂群”,通过同步观测来提高搜寻系外行星及地外生命信号的效率。这种分布式望远镜阵列相比单一大型望远镜成本更低、灵活性更高,未来有望在寻找宜居星球和生物特征信号方面发挥关键作用。
背景速读
- 天文学家提出建造"望远镜群"(swarm of telescopes)——数十甚至上百个小型太空望远镜编队飞行,协同观测,取代单个巨型望远镜,目标是在系外行星大气中寻找生命迹象(如氧气、甲烷)。
- 核心技术是"合成孔径"(synthetic aperture):多个望远镜干涉合成一个大望远镜的效果,类似射电天文学中的VLBI(甚长基线干涉),但要在光学波段实现,对编队飞行精度要求极高。
- 该项目不同于现有任务(如詹姆斯·韦伯望远镜JWST、即将发射的南希·格雷斯·罗曼望远镜),因为JWST虽能分析系外行星大气,但只能观测少数大型目标,无法系统搜索宜居行星上的生命信号。
- 背景是"直接成像"(direct imaging)难题:行星比恒星暗数十亿倍且距离极近,单个望远镜难以直接拍到其光谱。一群分散的望远镜可以"抵消"恒星光芒,直接捕捉行星光线。
- 此类概念的先行者包括NASA的"系外行星探测者"(Exo-S)研究和ESA的"生命探测计划"(Life)提案,但均未获批准。新提案试图用更小、更便宜的单元降低风险,有望在本世纪30年代发射。