一項新的研究預測，未來的美國宇航局（NASA）望遠鏡將能夠發現多達1400顆新的系外行星，其中一些可能具有與地球相當的質量。這個被稱為WFIRST的軌道望遠鏡將建立在早期任務的“遺產”基礎上，以回答圍繞宇宙本質的基本問題，並有可能幫助尋找外星生命。

寬視場紅外巡天望遠鏡（WFIRST）是未來的旗艦任務，預計將在延遲很久的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）之後進行。

NASA在2016年2月承諾繼續該項目。2018年5月，WFIRST通過了原子能機構計劃管理委員會的一項重要評估，這使其進入初步設計階段。WFIRST望遠鏡的預算為32億美元，計劃的發射日期在2020年年中。然而，如果遵循詹姆斯·韋伯太空望遠鏡類似的研發步驟，這項雄心勃勃的旗艦項目的預算也可能會大幅超支。

WFIRST的設計考慮了兩個關鍵目標。望遠鏡將對宇宙進行詳細觀測，試圖收集暗能量的本質，這是一些天文學家認為是宇宙膨脹背後驅動力的神秘壓力。WFIRST任務還計劃被用於找到以前未知的行星。

從這個意義上說，該項目將建立在開普勒太空望遠鏡的系外行星狩獵基礎上，經過九年半的探索宇宙後，該系統於2018年10月終於退役，其實際上耗盡了燃料。

“開普勒發現尋找行星與其恆星間的距離小於日地距離，”俄亥俄州立大學天文系博士後研究員、新研究的主要作者Matthew Penny表示。“WFIRST將通過尋找具有更大軌道的行星來完成它。”

望遠鏡旨在使用一種稱為引力微透鏡的技術來定位這些遙遠的世界。這主要涉及觀察由於軌道系外行星在恆星體和觀察望遠鏡之間經過的重力影響而產生的從遠處恆星發出的光線的彎曲。微透鏡效應與愛因斯坦的的廣義相對論有關。

通過分析來自背景源的光線，天文學家可以確定軌道世界的質量，以及它繞其軌道運行的距離。然而，微透鏡事件是非常罕見的，有時每顆系外行星每隔幾百萬年就會發生幾個小時。為了捕捉盡可能多的微透鏡事件，WFIRST將長時間凝視銀河系中心的1億顆恆星。

WFIRST望遠鏡將以迄今最高分辨率對約2平方度的宇宙大小進行掃描，這將使它能夠比哈勃太空望遠鏡快100倍掃描星系。

“雖然它只是天空的一小部分，但與其他太空望遠鏡所做的相比，它是巨大的，”Penny評論道。“這是WFIRST獨特的組合- 無論是廣視野還是高分辨率- 都能讓它在微觀行星搜索中變得如此強大。以前的太空望遠鏡，包括哈勃和詹姆斯韋伯，都不得不選擇其中一種。”

根據新發表的研究的作者，他們的工作代表了迄今為止我們可以從WFIRST獲得的系外行星發現數量的最詳細估計。該團隊使用了一系列模擬，考慮了許多因素，包括迄今為止提交的所有WFIRST設計，以得出他們的結論。

據NASA Exoplanet檔案顯示，自天文學家開始搜索以來，已發現了3,917顆確認的系外行星。新的研究估計，WFIRST可以識別出太陽係以外的1400顆行星，包括大約100顆質量與地球相似或更低的行星。對通過微透鏡發現的世界的分析可以揭示，例如，不同類型的系外行星形成的頻率。利用這些信息，天文學家可以了解我們的太陽係是多麼罕見。

該研究發表在《Astrophysical Journal Supplement Series》中。