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天文|两个望远镜的故事：WFIRST和哈勃望远镜

NASA的广域红外勘测望远镜（WFIRST）计划于2020年中旬启用 ， 它将向我们展现出巨大的宇宙全景 。 天文学家可以使用它探索从太阳系到可观测宇宙边缘的所有事物 ， 包括整个银河系中的行星和暗能量的本质 。

虽然它经常被与哈勃太空望远镜相提并论 ， WFIRST却将以一种独特的方式探索宇宙 。
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“ WFIRST将在多方面取得令人难以置信的科学进展 ， 从恒星种群和遥远的行星到暗能量和星系结构” WFIRST地面系统项目科学家 ， 哈勃太空望远镜项目科学家Ken Carpenter说 。 “在哈勃的基础上 ， WFIRS将帮助我们走的更远 。 ”
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这张信息图显示了美国国家航空和宇宙航行局的三个旗舰任务中精选仪器的互补能力:哈勃太空望远镜和目前正在开发的广域红外调查望远镜(WFIRST)和詹姆斯·韦伯太空望远镜 。 哈勃用红外线、可见光和紫外光观察宇宙 ， 提供了对单个物体更全面、更高分辨率的观察 。 WFIRST将特别扩展哈勃的红外观测 ， 使用一个更大的视野来创建具有同样高分辨率的巨大宇宙全景图 。 韦伯还将进行高分辨率的红外观测 ， 以更窄的视野观测更远的太空 。
哈勃望远镜利用紫外线来捕捉高清细节 ， 并且有助于我们深入研究个体发出的光 。 而WFIRST可以利用可见光和红外光范围 。
WFIRST的每个图像捕捉区域都比满月还大 ， 差不多是哈勃每张所捕捉的100倍 。 因此可以预计 ， 在五年的观测时间内 ， WFIRST的影像将是哈勃30年来迄今所覆盖天空的50倍以上 。
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两个望远镜质量又一样 ， 可以说 ， 一个WFRIS能顶100个哈勃望远镜 。 有着大量数据 ， 研究人员能更加了解这神秘的宇宙 ， 比如其中的暗能量（一种加速宇宙膨胀的奇怪力量） 。

哈勃在探索暗能量方面发挥了重要作用 。 1998年 ， 天文学家们用地面望远镜研究相对较近的超新星来测量宇宙膨胀的速度 ， 惊奇的发现 ， 膨胀速度在增加 。 随后 ， 他们又用哈勃望远镜观测了一段时间 ， 更加确信了这一发现 。 数据表明 ， 虽然有很长一段时间 ， 宇宙的膨胀速度都在放缓 ， 但它在数十亿年前开始加速 。
科学家们可以确定得是 ， 不管到底是什么东西导致的加速 ， 这个东西目前约占宇宙总物质和能量的68％ ， 但到目前为止 ， 我们就没有更多了解了 。 探索暗能量的性质和作用将是WFIRST的主要目标之一 。 科学家们将使用三种勘测方式 ， 从不同角度进行探查 。 该任务的两个大区域调查将测量数亿个星系的形状 ， 并找到数千万个星系的距离 ， 把WFIRST的宽视野图像转换成三维地图 ， 以测量宇宙的膨胀和其中星系的增长 。 WFIRST将帮助我们了解过去暗能量如何影响了宇宙的膨胀 ， 揭示暗能量如何影响宇宙的未来 。
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对宇宙的新视角
当哈勃在红外线 ， 可见光和紫外线下观察宇宙时 ， WFIRST将被调整为看到比哈勃所能观察到的稍宽的红外光范围 。 通过检测更多的光谱 ， 哈勃可以对宇宙中各个物体的许多工作过程进行更全面的描绘 。 WFIRST的设计专门用于扩展哈勃望远镜的红外观测结果 ， 因为对红外宇宙进行大量调查将使我们能够看到之前很难或无法观察到的空间区域中的大量宇宙物体和它们发生的微妙变化 。
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WFIRST的红外功能还将为人们提供一个近距离观察物体的新视角 。 我们银河系的中心密集地分布着丰富的目标 ， 却被遮蔽可见光的尘埃遮住 。 作为一架红外望远镜 ， WFIRST可以用热视镜透过尘埃进行观察 ， 让我们对银河系的内部有新的认识 。
这些观察将使天文学家能够研究恒星的演化-恒星的诞生 ， 生命和死亡 。 WFIRST还计划扩大太阳系外系外行星的数量 ， 届时将发现数千个不同于目前已知的4100个系外行星的行星 。 目前已知的大多数系外行星要么离它们的主恒星非常近 ， 要么是绕其轨道运行的大行星 。 哈勃望远镜直接使用日冕仪（可以屏蔽强光）观测了其中一些行星 。 WFIRST将在此技术的基础上制造一种能更好屏蔽强光的日冕仪 。


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