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        科学家预测，美国宇航局即将推出的南希·格蕾丝罗马太空望远镜的一项重大调查可能会揭示大约 100,000 次天体爆炸，从恒星爆炸到黑洞进食。 罗曼甚至可能会找到一些宇宙最早恒星的证据，这些恒星被认为会完全自毁而不会留下任何残余物。

         宇宙爆炸为宇宙中一些最大的谜团提供了线索。 一是暗能量的本质，被认为是正在加速宇宙的膨胀。

         “无论你是想探索暗能量、垂死的恒星、银河系强者，甚至是我们以前从未见过的全新事物，这项调查都将是一座金矿，”德克萨斯州韦科贝勒大学助理教授本杰明·罗斯说，他领导了一项关于结果的研究。 论文发表在天体物理学杂志.

         称为高纬度时域巡天，该观测程序将扫描同一大片区域宇宙每五天一次，持续两年。 科学家们将把这些观察结果拼接在一起，制作出揭开各种宇宙烟花的电影。

         其中最主要的是爆炸的星星。 该调查主要是为了寻找一种称为 Ia 型的特殊类别的超新星。 这些恒星灾难使科学家能够测量宇宙距离并追踪宇宙的膨胀，因为它们的峰值与固有亮度大致相同。 弄清楚宇宙膨胀的速度有多快在不同的宇宙时代提供了暗能量的线索。

         在这项新研究中，科学家们模拟了罗曼的整个高纬度时域调查。 结果表明，罗曼可以看到大约 27,000 颗 Ia 型超新星——大约是之前所有调查总和的 10 倍。

         除了大幅增加这些超新星的总样本之外，罗曼还将突破我们可以看到它们的界限。 虽然迄今为止检测到的大多数发生在大约在过去的 80 亿年里，预计罗马人将在宇宙历史的早期看到大量它们，包括 100 多亿年前爆炸的一千多个，以及可能早在 115 亿年前爆炸的数十个。 这意味着罗曼几乎肯定会创造最远的 Ia 型超新星的新纪录，同时深刻地扩展我们对早期宇宙的看法，并填补我们对宇宙如何随着时间的推移而演化的理解的关键空白。

        “灌装这些数据差距也可以填补我们对暗能量理解的空白，“罗斯说。 “越来越多的证据表明暗能量随着时间的推移而发生了变化，罗曼将通过以其他望远镜无法做到的方式探索宇宙历史来帮助我们理解这种变化。”

         但 Ia 型超新星将隐藏在罗马在 2027 年开始科学行动后将看到的更大的爆炸恒星样本中。 该团队估计，罗曼还将发现大约 60,000 颗核心坍缩超新星，这些超新星会发生当一颗大质量恒星耗尽燃料并在自身重量下坍缩时。

         这与 Ia 型超新星不同，Ia 型超新星起源于双星系统，该系统包含至少一颗白矮星——类太阳恒星的小而热的核心残余物——从伴星中吸取物质。 核心坍缩超新星对暗能量研究的用处不如 I 型，但它们的信号从宇宙的一半看起来很相似。

         “通过观察物体光线的变化方式时间并将其分成光谱——带有图案的单个颜色，揭示了有关发光物体的信息——我们可以区分罗曼将看到的所有不同类型的闪光，“美国宇航局戈达德分校马里兰大学巴尔的摩县助理研究科学家丽贝卡·豪塞尔说 马里兰州格林贝尔特的太空飞行中心，也是该研究的合著者。

         “通过我们创建的数据集，科学家可以训练机器学习算法来区分不同类型的物体，并筛选 Roman 倾盆大雨的数据来找到它们，“Hounsell 补充道。 “在寻找 Ia 型超新星时，罗曼将收集大量宇宙'兼捕物'——其他对某些科学家没有用但对其他人来说却是无价的现象。”

         隐藏的宝石

         由于罗曼对太空的广阔而深邃的视野，科学家们表示，这项调查还应该会发现极其罕见和难以捉摸的现象，甚至更稀有的现象恒星爆炸和分解恒星。

         当接近黑洞时，强烈的引力会在所谓的潮汐破坏事件中撕碎恒星。 恒星碎屑在黑洞周围旋转时升温，产生天文学家可以从广阔的时空中看到的光芒。 科学家们认为，罗曼的调查将揭示 40 起潮汐破坏事件，为了解更多黑洞物理学提供机会。

         该团队还估计罗曼将发现大约 90 个超光超新星，其亮度可能比典型超新星高 100 倍。 它们很强大，但科学家们并不完全确定原因。 找到更多它们将有助于天文学家权衡不同的理论。

         更罕见、更强大，Roman 还可以探测到几千新星。 当两颗中子星——作为超新星爆炸的恒星留下的极其致密的核心——碰撞时，就会发生这些爆炸。 迄今为止，只有一次明确的千新星探测。 该团队估计罗曼可以再发现五个。

         这将有助于天文学家更多地了解这些神秘事件，可能包括它们的命运。 截至目前，科学家们还不确定千新星是否会产生一颗中子星、一个黑洞，或者完全是其他东西。

         Roman 甚至可能发现宇宙中最早形成的一些恒星的爆炸。 这些核熔炉是巨大的，质量比我们的太阳大数百倍，并且没有被尚未出现的重元素所玷污形成。

         它们的质量如此之大，以至于科学家们认为它们的爆炸方式与现代大质量恒星不同。 第一颗恒星内部的强伽马射线可能已经变成物质-反物质对（电子和正电子），而不是达到今天重恒星坍缩的地步。 这将耗尽支撑恒星直到它们坍塌的压力，在威力如此之大的爆炸中自毁，以至于人们认为它们不会留下任何东西。

         到目前为止，天文学家已经发现这些“成对不稳定”超新星的六颗候选者，但没有一个得到证实。

         “我认为罗曼将首次确认探测到一颗成对不稳定超新星，”罗斯说——事实上，研究表明罗曼将发现 10 多颗。 “它们非常遥远且非常罕见，所以你需要一台可以在近红外光下以深度曝光水平勘测大部分天空的望远镜，这就是罗马。”

         模拟的未来演绎可能包括更多类型宇宙闪光，例如变星和活跃星系。 其他望远镜可能会跟进罗曼发现的罕见现象和物体，以不同波长的光观察它们，以更详细地研究它们。

         “罗曼将在太空中发现一大堆奇怪而奇妙的东西，包括一些我们甚至还没有想到的东西，”豪恩塞尔说。 “我们肯定期待着意想不到的事情。”