美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心的克里斯汀·普莱姆 这张合成图像展示了罗马太空望远镜“超深视野”观测的可能性
在一个很深的区域，天文学家在很长一段时间内从一片天空中收集光线，以揭示最模糊和最遥远的物体
这张照片的中心是哈勃超深视野(蓝色轮廓)，它代表了人类在可见光、紫外线和近红外线波长下对宇宙的最深描述
两个插图揭示了场内星系的惊人细节
在哈勃超深视野之外，在过去20年中获得的额外观测已经填满了周围的空间
这些更宽的哈勃观测揭示了超过265，000个星系，但是就观测到的最遥远的星系而言，它们比哈勃超深空要浅得多
这些哈勃图像覆盖在一个更广阔的视野上，使用的是来自数字化天空测量的地面数据
橙色轮廓显示了美国宇航局即将发射的南希·格雷斯·罗马太空望远镜的视野
罗曼的18个探测器将能够同时观测到比哈勃超深空至少大100倍的天空区域，其清晰度与哈勃相当
信用:美国宇航局，欧空局，和
koekomeer(STScI)；鸣谢:数字化天空测量 哈勃太空望远镜最具标志性的图像之一是哈勃超深空，它揭示了宇宙中无数的星系，可以追溯到大爆炸后的几亿年内
从2003年9月开始，哈勃连续数百小时凝视着一小片看似空旷的天空，天文学家们在2004年首次揭开了这幅星系挂毯的面纱，随后几年进行了更多的观察
美国宇航局即将推出的南希·格雷斯·罗马太空望远镜将能够以同样清晰的清晰度拍摄比哈勃望远镜至少大100倍的天空区域
在这一广阔的宇宙视野所带来的众多观测结果中，天文学家们正在考虑罗马太空望远镜“超深空”的可能性和科学潜力
“这样的观测可以揭示新的课题，从宇宙年轻时的恒星形成到星系在太空中聚集的方式
罗曼将在天体物理学的所有领域启用新的科学，从太阳系到可观测宇宙的边缘
罗曼的大部分观察时间将用于对广阔天空的调查
然而，一般天文学界也将有一些观测时间来请求其他项目
天文学家说，罗马的超深磁场会大大有利于科学界
“作为一个社区科学概念，罗曼的超深领域观测可能会有令人兴奋的科学回报
马里兰州巴尔的摩太空望远镜科学研究所的安东·科克莫尔说:“我们希望天文学界能够考虑如何利用罗曼的能力。”
柯克默在美国天文学会第237次会议上代表一群跨越30多个机构的天文学家提出了罗马超深场的想法
举个例子，一个罗马超深场可能类似于哈勃超深场——在一个方向上观察几百个小时，建立一个非常微弱、遥远物体的极其详细的图像
然而，尽管哈勃以这种方式捕获了数千个星系，罗曼却收集了数百万个
其结果是，它将催生新的科学，并极大地提高我们对宇宙的理解
2003年，哈勃拍摄了其标志性的超深视野图像，这改变了我们对宇宙的理解
覆盖范围扩大了100倍，想象一下如果南希·格雷斯·罗马太空望远镜也这样做，我们会学到什么
信用:美国宇航局戈达德太空飞行中心 宇宙的结构和历史 也许最令人兴奋的是研究非常早期的宇宙的可能性，它对应于最遥远的星系
这些星系也是最罕见的:例如，在哈勃超深空中只能看到少数几个
由于罗曼的宽视野和与哈勃相似质量的近红外数据，它可以发现数百个，或者可能数千个这些最年轻、最遥远的星系，散布在数百万个其他星系中
这将让天文学家测量它们在太空中是如何聚集在一起的，以及它们的年龄和恒星是如何形成的
“罗曼还将与现在和未来的地面和太空望远镜产生强大的协同作用，包括美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜和其他望远镜，”柯克默说
在宇宙时间向前推进时，罗曼会拾取大爆炸后约8亿到10亿年间存在的其他星系
那时，在暗物质的影响下，星系刚刚开始聚集成星系团
虽然研究人员已经模拟了这种形成大规模结构的过程，但罗马超深场将提供真实世界的例子来测试这些模拟
宇宙时间上的恒星形成 早期宇宙也经历了恒星形成的风暴
恒星诞生的速度比我们今天看到的要快数百倍
特别是，天文学家渴望研究“宇宙黎明”和“宇宙正午”，它们共同涵盖了大爆炸后5亿到30亿年的时间，当时大多数恒星形成，以及超大质量黑洞最活跃的时候
南希·格雷斯·罗马太空望远镜插图
信用:NASA “因为罗曼的视野太大了，这将改变比赛
我们不仅能够在一个狭窄的视野范围内对一个环境进行采样，而且能够在罗曼的大视野范围内对多种环境进行采样
马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的桑吉塔·马尔霍特拉解释说:“这将让我们更好地了解恒星形成的时间和地点。”
马尔霍特拉是研究宇宙黎明的罗马科学调查小组的共同调查者，并领导了与哈勃一起进行深度光谱学的项目，以了解遥远的年轻星系
天文学家渴望测量这个遥远时代的恒星形成率，这可能影响多种因素，如观察到的重元素数量
恒星形成的速度可能取决于一个星系是否位于一个大星团内
罗曼将能够获得微弱的光谱，显示这些元素的独特“指纹”，并给出星系的准确距离(称为红移)
“人口专家可能会问，生活在大城市的人与生活在郊区或农村的人有什么不同？同样，就像天文学家一样，我们可以问，最活跃的恒星形成星系是生活在非常密集的区域，还是仅仅在星团的边缘，还是孤立地生活？”马尔霍特拉说
大数据和机器学习 罗马任务的最大挑战之一是学会如何分析它将产生的公共数据集中的大量科学信息
从某种意义上说，Roman不仅会在天空覆盖方面创造新的机会，还会在数据挖掘方面创造新的机会
一个罗马超深空将包含数百万个星系的信息——太多了，研究人员一次只能研究一个
机器学习——人工智能的一种形式——将被用来处理庞大的数据库
虽然这是一个挑战，但也提供了一个机会
“你可以探索以前无法解决的全新问题，”柯克默说
“罗马任务中的巨大数据集所带来的发现潜力可能会导致我们对宇宙理解的突破，这超出了我们目前的想象，”柯克默补充道
“这可能是罗曼给科学界留下的永久遗产:不仅是回答我们认为可以解决的科学问题，还有我们尚未想到的新问题
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