巨型外星望远镜或将成为哈勃望远镜的继任者

提前规划永远不会太早。哈勃望远镜即将寿终正寝，詹姆斯·韦伯太空望远镜也将于 2018 年取代哈勃望远镜。但之后会发生什么呢？

“随着哈勃在轨运行 25 年的临近，我们不禁要问，25 年后我们需要在轨道上运行什么？”大学天文研究协会 (AURA) 主席马特·芒廷 (Matt Mountain) 说道。“我们想问关于宇宙和我们在宇宙中的位置的问题是什么？”

设计、建造和发射巨型太空望远镜需要很长时间，这就是 AURA 现在成立的原因。该组织致力于推广天文台，近 20 年前就开始规划詹姆斯·韦伯望远镜，而在此之前，他们已经为哈勃望远镜工作了数十年。

昨天，该组织正式公布了其关于一款超酷的新型太空望远镜的概念，这款望远镜与哈勃望远镜非常相似，但清晰度更高。事实上，他们称之为高清太空望远镜 (HDST)。

“我们将面临这样的观察：我们不再是独一无二的——进化已经发生在其他地方。”

如果 HDST 获得资助，团队的研究人员表示，它可能会成为下一代的哈勃望远镜——它将彻底改变我们观察和理解宇宙的方式。HDST 的主要卖点之一是它承诺在其他太阳系中发现数十个地球孪生行星，并在它们的大气层中寻找生命的迹象。

马特·芒廷 (Matt Mountain) 的愿景：“历史上第一次，一代人开始意识到自己在宇宙中的位置……当他们凝视浩瀚的宇宙时，他们发现了一个深刻的真理：我们不再是虚空宇宙中的孤独者。正如哥白尼和达尔文不可逆转地改变了我们一样，我们将发现我们不再是独一无二的——进化发生在其他地方……我们可以成为那一代人。”

更清晰的宇宙图景

HDST 的 12 米镜面将使宇宙变得更加清晰。华盛顿大学天文学家 Julianne Delcanton 表示：“需要 20 多个哈勃望远镜才能达到 HDST 的镜面水平。”她说，这样一来灵敏度就会更高，就像在医生办公室做完瞳孔扩张手术后，由于眼睛收集了太多光线，你不得不戴上太阳镜。HDST 的感光度将比哈勃高 100 倍，清晰度将高 5 倍。它可以探测到每秒仅发射一个光子的系外地球等暗弱物体。

HDST 分辨率的提高部分源于抑制星光。利用仍在开发中的技术，望远镜将能够阻挡恒星发出的强光，以便搜寻来自行星的较暗光线。而且由于它将在太空中运行，HDST 不必应对地球大气层的模糊效应。

HDST 可以探测到大爆炸后形成的第一批恒星和星系。

借助紫外线、红外线和可见光，HDST 将能够研究比以往更远、更暗、更小的物体，包括行星和暗淡的恒星。在我们自己的太阳系中，它可以发现绕木星运行的曼哈顿等小物体，并让我们看到只有美国宇航局的新视野号任务才能与冥王星相媲美的景象，新视野号任务将于下周在历时 9 年的旅程后飞过冥王星。

“它可以解析宇宙中的每一个星系，”德尔坎顿说，并揭示我们的宇宙起源，从大爆炸到行星和水的形成，再到生命的进化。“这个故事的基本章节可能为人所知，但细节和诗意却不为人所知。”

寻找地外地球……或许还有生命

开普勒太空望远镜已经探测到数千颗系外行星，科学家现在认为银河系中数十亿颗行星中的每一颗都可能至少有一颗行星围绕它运行。这意味着那里有很多潜在的地球复制品，现在只是找到它们的问题。由于开普勒现在因一些机械故障而步履蹒跚，麻省理工学院行星科学家萨拉·西格尔表示，HDST 是我们探测大量地球大小系外行星的最佳选择。

虽然 NASA 的凌日系外行星勘测卫星可能会发现几颗地球大小的系外行星，但 HDST 的目标是找到数十颗。为此，它将研究数百颗恒星，寻找恒星反射的光。

在探测到系外地球后，望远镜将对其大气层进行表征，寻找水蒸气和氧气等生命迹象。西格尔说，这将是一项开创性的工作。“从来没有望远镜能探测到像典型的系外地球这样暗淡的物体的光谱。”

无论望远镜是否找到其他地方存在生命的证据，其结果都必将改变我们对自己在宇宙中的位置的看法。

前景

令人惊叹的望远镜造价不菲。AURA 估计，HDST 的成本与詹姆斯·韦伯望远镜差不多，后者的价格接近 90 亿美元。哎哟。由于 NASA 不断威胁削减预算，以及 2030 年代人类登陆火星的计划，很难想象还会有另一台伟大的望远镜。但参与撰写 AURA 报告的天体物理学家迈克尔·沙拉表示，HDST 可以进行国际合作，以分担这一负担。

现在，AURA 已公开提出了 HDST 概念，其新的 170 页报告将提交给国会和业界，以了解该想法在经济和技术上是否可行。科学家们希望在 2020 年的会议之前审查这一想法，届时天文学家将决定未来应优先考虑哪些研究问题。这让科学家们有足够的时间在该概念真正进入辩论之前做好功课并解决问题。