位于月球上的一個大望遠鏡比韋伯望遠鏡能看到宇宙更深處

月球也許能開啓天文學家的下一前沿。

繞月級長期存在的隕石坑爲提供了新一代紅外天文望遠鏡放置的絕佳位置。（圖源：吉恩-皮埃爾·梅拉德）

科學家說，位于月球的自動天文望遠鏡能比詹姆斯韋伯太空望遠鏡望（JWST）向宇宙更深處，它或許能幫助我們發現系外行星上的生命。

天文學家認爲位于月球上的這種強大儀器也許會開啓下一個天文研究的前沿，使人觀測到那些在地面和太空基站觀測台上看不到的現象。大家對此提出了各種建議，包括超敏引力波探測器-在太空中比地基探測器能發現更細微的波紋，安靜的月球環境更有利于它探測宇宙曆史最早期的信號。

最近，英國皇家學會在倫敦舉行的月球天文學會議上，天文學家吉恩-皮埃爾·梅拉德提出了另一個想法，即在月極附近長期存在的一個隕石坑上放置一個42英寸寬（13米）的紅外天文望遠鏡。

梅拉德寫給空間網的郵件中說，這樣的一個天文望遠鏡比目前的紅外天文望遠鏡-美國國家航空航天局的詹姆斯韋伯太空望遠鏡更加敏感，它可以探測到韋伯望遠鏡測不到的部分電磁波譜。

巴黎天體物理研究所的梅拉德說在郵件中說：“JWST的前置鏡直徑爲6.5米（21寸）長。而這種望遠鏡的直徑可達13米（42寸）長，這意味著它收集到的數據將比韋伯多出四倍。因此，它可以接收4倍的光源，比現在普遍的1-28μm區間更靈敏。收集到這些數據後，就可以觀測28μm區間外的大量未知區間。

梅拉德還提到韋伯太空望遠鏡能探測到的部分電磁波譜-波長範圍在0.6-28μm間，包括近紅外光和中紅外光。紅外波長比人眼能看到的稍微長一點，可作爲熱量被感知到。通過對紅外輻射探測，韋伯太空望遠鏡甚至可以看到那些因太冷而難以看到的天體。

但韋伯望遠鏡也存在局限性，梅拉德說。它很依賴望遠鏡本身的溫度和前置鏡尺寸。而長期位于月球陰影處的紅外望遠鏡既能變大也能變冷，因此可以探測到更冷星際空間的一些現象。

“紅外望遠鏡最大的限制來自于天文望遠鏡自身能冷卻到的溫度，”梅拉德說。例如，一個由5層厚的遮光板保護並提供冷卻環境的詹姆斯韋伯太空望遠鏡，位于離地球、太陽射線、以及地球散發的熱量150萬公裏的地方。但“位于月級的一些隕石坑內存在更多低溫區域，”梅拉德補充。“把一台天文望遠鏡放在那，則無需任何屏幕或任何機械冷凍裝置，望遠鏡及相關附件就可置于超低溫區域。”

因爲這樣的低溫，月球紅外天文望遠鏡可以探測到更大範圍的紅外電磁波譜—波長範圍可達200μm。

任何現存的天文望遠鏡都無法探測到這種紅外波長範圍的光。美國國家航空航天局最近退役的一台飛行探測器SOFIA就是一個探測這類光的專家。它的望遠鏡能探測到5-612μm的波長，但因操作造價高昂，在美國科學、工程和機械國家學會的意見下于2022年退役。

目前研究中還未出現具備類似能力的天文望遠鏡替代品，因此，天文學家目前無法研究只有更長的紅外電磁波譜才能揭示的宇宙中的各類現象。這個範圍內有大量數據等待收集：長波比短波更易穿過星際塵埃進行傳播，傳播過程中也會攜帶更多來自遙遠宇宙的信息。

—美國國家航空航天局基金會支持在月球遙遠一側安裝一個天文望遠鏡

梅拉德和他的同事們提出的月球紅外天文望遠鏡不僅可以解釋部分不可見現象，相較韋伯也可以更好的分析銀河系中系外行星繞軌恒星的大氣。那麽，這種天文望遠鏡會幫助科學家拍攝到系外行星的近景，上面也許存在外星生命。

“25μm外可以探測到很多分子和原子，”梅拉德寫到。“事實就是如此，例如，水的存在，對推斷觀測的系外行星是否宜居至關重要。”

梅拉德補充，配備42寸前置鏡的月球紅外天文望遠鏡在未來十年內可能成爲現實，它甚至無需一個人去到月球，僅憑自動化技術就可進行搭建和運維。

BY:Tereza Pultarova

FY: 雜七八糟嘿

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