超越韦伯：科学家构想未来史诗般超级空间望远镜

天体物理学家，美国宇航局前首席科学家约翰·格朗斯菲尔德（John Grunsfeld）表示：“当我们寻找地球2.0时，它们的亮度将远低于哈勃超深场图像中最暗弱星系的亮度。”作为一名前宇航员，格朗斯菲尔德曾经执行过多次在轨道上维护哈勃空间望远镜的任务，事实上他也是世界上最后触摸哈勃望远镜的人类。

今年4月在美国亚利桑那州梅萨举行的“天体生物学科学会议”（AbSciCon）上，格朗斯菲尔德呼吁未来建造一台口径在12米左右的空间望远镜。这样一台史诗般的设备如果能够如愿建成发射，那将极大帮助我们真正看清太阳系之外，围绕其他恒星运行的类地行星，还将帮助我们探寻宇宙最初的起源，并对遥远的恒星与行星目标开展前所未有的深入研究。

格朗斯菲尔德表示：“我不希望到时候我们会说，要是有个更大的望远镜就好了，那样才能做出一些重要的发现。我们需要提前谋划。”

超级望远镜

在目前各方的议论纷纷之中，作为詹姆斯·韦伯望远镜之后的更新一代未来望远镜，其有力的竞争方案之一当属所谓“大型紫外/光学/红外巡天望远镜”（LUVOIR）。这是一个设想中的多波段大型空间望远镜，其能够对系外行星，行星形成与演化进行观察研究，并探查早期宇宙的秘密。根据初步设计，其主镜直径将达到惊人的30~45英尺（约合9~14米之间），这一口径设计已经达到了格朗斯菲尔德对于未来空间望远镜的设想。

在会议期间，LUVOIR望远镜科学技术定义小组联合召集人德布拉·费雪（Debra Fischer）表示：“这的确是非凡的眼界。”她将设想中的这款超级望远镜评价为“21世纪的空间天文台”。

按照目前的设想，LUVOIR望远镜将有能力观察遥远星系内部的恒星新生区域并绘制宇宙临近空间中的暗物质分布地图。它还将能够认证极早期宇宙中的第一缕星光并直接拍摄土星和木星的冰冻小卫星表面的喷泉或火山喷发等现象。从其运行的地球轨道上，LUVOIR望远镜将能够获取分辨率达到每像素约200米的冥王星以及其他柯伊伯带天体图像。

对于出席此次AbSciCon会议的科学家们来说，他们对于LUVOIR望远镜最大的期待当然是它对于系外行星观测方面的能力。按照目前设计，这台超级望远镜将让科学家们可以直接获取并分析遥远的系外类地行星大气成分光谱，从而搜寻生命的痕迹。目前最接近地球的候选目标是Kepler-452b，这颗系外行星围绕一颗与太阳相似的恒星运行，但其质量要比地球大60%左右。因此，天文学家们目前仍在努力寻找大小与地球更为接近的系外行星，并且希望能够对其大气成分进行分析。

费雪表示：“生物痕迹就是我们追寻的目标。”基于科学家们目前对于岩石行星在恒星周围分布情况的了解，费雪认为一台像LUVOIR这样的大型望远镜，加上能够遮蔽恒星光芒的人工日冕仪，将是开展这方面研究的有力工具。按照一般概率估算，一台4米口径空间望远镜应该能够找到大约6个与地球相近的系外行星世界，而如果这台望远镜的口径增加到8米，那么它将有望找到25个与地球接近的系外行星世界，而如果是一台口径达到16米的空间望远镜，那么我们将有可能找到多达100个与地球接近的系外行星世界。