美国国家航空航天局的罗马太空望远镜调查星系化石
星系晕是一组松散的恒星，延伸到星系最亮部分半径之外的15到20倍。我们的邻居仙女座星系是少数几个恒星晕研究得很好的星系之一，如图所示。恒星晕以夸张的亮度和密度来显示它的延伸程度。当Nancy Grace Roman太空望远镜发射时，它将能够利用其广阔的视野对更遥远星系的更多恒星晕进行全面成像。图像：美国国家航空航天局，J.奥姆斯特德（STScI）
（蜘蛛网eeook.com）据美国宇航局（Ashley Balzer）：宇宙是一个动态的、不断变化的地方，星系在这里跳舞、融合在一起、改变外观。不幸的是，由于这些变化需要数百万或数十亿年的时间，望远镜只能提供压缩到人类一生中的快照。
然而，星系留下了它们的历史和形成方式的线索。美国国家航空航天局即将推出的南希·格雷斯罗马太空望远镜将有能力通过对附近宇宙中星系的高分辨率成像来寻找这些星系形成的化石。
天文学家通过美国国家航空航天局的资助，正在设计一套名为RINGS（罗马红外邻近星系调查）的可能观测数据，以收集这些引人注目的图像，该团队正在制作公开可用的工具，一旦罗马发射并开始收集数据，天文学界就可以使用这些工具。RINGS调查是一个初步概念，可能会也可能不会在Roman的科学任务期间实施。
Roman为RINGS做了独特的准备，因为它的分辨率类似于美国国家航空航天局的哈勃太空望远镜，视野宽广——在红外波段是哈勃的200倍——使其成为补充哈勃窄视场能力的巡天望远镜。
星系考古学家
科学家们只能观察到进化星系生命中的短暂实例，这些星系最终导致了我们今天周围完全形成的星系。因此，星系的形成可能很难追踪。
幸运的是，星系在其恒星结构中留下了演化的痕迹，几乎就像地球上的生物在岩石上留下印记一样。这些星系“化石”是一组古老的恒星，它们保存着星系形成和演化的历史，包括这些恒星形成时星系的化学性质。
费城宾夕法尼亚大学RINGS的副首席研究员Robyn Sanderson对这些宇宙化石特别感兴趣。她将分析星系中恒星结构的过程描述为“就像进行挖掘，试图找出骨头并将其重新组合在一起”
Roman的高分辨率将使科学家能够利用从星系边缘的长潮汐尾到星系内的恒星流等结构来挑选这些星系化石。Roman能够捕捉到的这些大型结构可以为星系的合并历史提供线索。Sanderson说，目标是“重新组装这些化石，以便回顾过去，了解这些星系是如何形成的。”
揭示暗物质
环还将使人们能够进一步研究宇宙中最神秘的物质之一：暗物质，一种构成星系大部分质量的不可见物质。一类特别有用的测试暗物质理论的物体是超暗矮星系。加州大学圣克鲁斯分校的Raja GuhaThakurta表示：“超暗矮星系是由暗物质主导的，它们几乎没有正常的物质用于恒星形成。由于恒星的形成很少，超暗星系基本上可以被视为纯暗物质团来研究。”
Roman凭借其广阔的视野和高分辨率，将观测这些超微弱的星系，以帮助测试多种暗物质理论。有了这些新数据，天文学界将更接近于找到这种不可观测的暗物质的真相，这种暗物质远远超过了可见物质：暗物质约占宇宙物质的80%，而正常物质占其余的20%。
超暗星系远非对暗物质的唯一测试。通常，只要看看一个中等大小的星系的后院就足够了。星系周围恒星晕中的结构通常暗示了暗物质的存在量。然而，由于星系晕的巨大规模（它们通常是星系本身的15-20倍大），目前的望远镜在观测它们方面效率极低。
目前，科学家们唯一要研究的完全解析的星系晕是我们自己的星系和我们的邻居仙女座星系。华盛顿大学西雅图分校RINGS的首席研究员本·威廉姆斯描述了罗曼的力量将如何修正这个问题：“我们只有星系和仙女座的可靠测量数据，因为它们足够接近，我们可以测量到分布在恒星晕中的大量恒星。因此，有了罗曼，突然之间，我们将有100个或更多完全解析的星系。”
当Roman在2027年5月发射时，预计将从根本上改变科学家对星系的理解。在这个过程中，它将为我们自己的星系提供一些线索。星系很容易近距离研究，但我们没有足够大的自拍杆来拍摄整个星系及其周围光环的照片。RINGS显示了如果这样的调查获得批准，Roman的能力。通过研究附近的宇宙，RINGS可以研究与星系大小和年龄相似的星系，并揭示我们是如何来到这里的。
Nancy Grace Roman太空望远镜由美国国家航空航天局位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心管理，参与方包括美国国家航空宇航局喷气推进实验室和南加州加州理工学院/IPAC、巴尔的摩太空望远镜科学研究所，以及一个由来自各研究机构的科学家组成的科学团队。主要的工业合作伙伴是位于科罗拉多州博尔德的BAE系统公司；纽约罗切斯特的L3哈里斯技术公司；加利福尼亚州千橡市的Teledyne科学与成像公司。
作者：帕特·莫利纳里
马里兰州巴尔的摩太空望远镜科学研究所。
