美国国家航空航天局（NASA）的南希・格蕾丝・罗曼太空望远镜计划于2027年5月前发射，预计在执行高纬度时域巡天观测期间，将发现多达10万次宇宙爆炸事件，为科学家解开宇宙谜团提供关键线索。

罗曼将观测包括超新星爆发、千新星爆发以及超大质量黑洞吞噬恒星时产生的喷发等事件。超新星爆发是大质量恒星死亡的信号，千新星爆发发生在两颗中子星相撞时。罗曼甚至可能探测到宇宙第一代恒星的爆炸性毁灭。

研究团队负责人、贝勒大学助理教授本杰明・罗斯表示，这项巡天观测将成为探索暗能量、濒死恒星、星系引擎以及未知事物的宝藏。

罗曼的高纬度时域巡天计划将每五天扫描同一片广阔太空区域一次，持续两年，捕捉爆炸事件并整合成“宇宙电影”。其中，Ia型超新星爆发尤为引人关注。这种爆发发生在白矮星吞噬伴星物质后爆炸，其光度和峰值亮度规律，被称为“标准烛光”，可用于测量宇宙距离。

新研究模拟了罗曼的整个高纬度时域巡天计划，预计其将发现多达2.7万颗新的Ia型超新星，数量是以往所有观测计划总和的10倍。

通过观测不同距离的“标准烛光”，天文学家可回溯宇宙历史，确定宇宙在不同时期的膨胀速度。大量Ia型超新星的发现将有助于揭示暗能量的秘密。近期，暗能量光谱仪（DESI）研究发现暗能量可能随时间减弱，罗曼的观测数据将进一步验证这一发现。

罗斯表示，罗曼将通过探索宇宙历史的方式，帮助理解暗能量的变化，这是其他望远镜无法做到的。

团队预测，罗曼探测到的10万次宇宙爆炸中，约6万次将是核心塌缩超新星。这种超新星爆发发生在质量至少是太阳8倍的大质量恒星耗尽核燃料后，核心坍缩导致外层物质抛射。爆发将恒星内部锻造的元素散布到宇宙中，成为下一代恒星、行星乃至生命体的基石。

核心塌缩超新星爆发后会留下中子星或黑洞，具体取决于原恒星的质量。虽然核心塌缩超新星不能帮助解开暗能量之谜，但它们可以讲述恒星的生与死。

NASA戈达德太空飞行中心的雷贝卡・霍恩塞尔表示，通过观察天体光强随时间的变化并分解为光谱，可区分罗曼看到的不同类型闪光。团队创建的数据集可用于训练机器学习算法，在罗曼海量数据中识别不同类型的天体。

霍恩塞尔补充，罗曼在寻找Ia型超新星的过程中，将收集到大量宇宙“副产品”——对一些科学家来说无用的现象，对其他科学家却极为珍贵。

罗曼还有望探测到稀有的黑洞吞噬恒星事件。在潮汐破坏事件（TDEs）中，恒星被黑洞引力撕裂，喷出大量接近光速的物质，并伴随吸积盘辐射。研究团队预测，罗曼将发现约40起此类恒星毁灭事件。

比TDEs更罕见的是千新星爆发，发生在两颗中子星相撞合并时。团队估计罗曼可能会发现约5起新的千新星爆发。这些观测对理解金、银等贵金属的起源至关重要。

中子星碰撞产生的极端环境被认为是宇宙中唯一能形成金、银和钚等元素的地方。这些元素最初以更重的不稳定形式存在，迅速衰变并释放出千新星爆发时的光。

千新星的研究还可帮助确定中子星合并后形成的天体类型，可能是大型中子星、黑洞或全新天体。迄今为止，天文学家仅确认了一起千新星爆发，再发现五起将是科学上的巨大收获。

罗曼可能最令人兴奋的发现之一是观测到宇宙第一代恒星的奇特爆炸性死亡。目前理论认为，早期大质量恒星可能以不同方式死亡。

第一代恒星内的伽马射线可能产生电子-正电子对，湮灭释放能量导致恒星自我爆炸，这种现象被称为“对不稳定超新星”。

据推测，这些爆炸不会留下任何东西，只留下恒星生成元素的痕迹。天文学家已发现数十个对不稳定超新星候选者，但尚未确认。研究模拟表明，罗曼可能发现多达10起确认的对不稳定超新星。

罗斯表示，罗曼将首次确认对不稳定超新星的存在。这类爆炸极为遥远且罕见，需要能够在近红外光下对大片天空进行深度曝光的望远镜，而罗曼正是此类望远镜。

团队计划进一步模拟罗曼对宇宙的研究，这可能表明其有能力发现更广泛的暴力事件，甚至可能是一些尚未理论化的事件。

霍恩塞尔总结，罗曼将在太空中发现许多奇怪而奇妙的事物，包括尚未想到的现象，团队期待着意外的发现。

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