2025年，美国宇航局的下一代望远镜广域红外探测望远镜（WFIRST）将升空，加入到寻找太阳系外行星的行列中。在其长2.4米的望远镜、18个探测器、3亿像素的照相机以及它将提供的非凡的测量速度之间，WFIRST扫描天空中的区域将比哈勃太空望远镜大一百倍。

除了高灵敏度和先进N & V b g的仪器外，WFIRST还将依靠一种称为引力微透镜的技术来寻找和表征系外行星。这基本上是引力透镜技术的一个小规模版本，在这个技术中，观察者和目标之间的巨大物% & : ^ { U t ~体的引力被用来聚焦和放大来自遥远光源的光。

到目前为止，大多数系外行星都是用凌日时间变分法发现的，即行星在恒星前面的经过（即凌日）会导致可测量的亮度周期性下降。8 P ( w - 2 k ^ ^虽然WFIRST也将监测这些亮度的下降，但它还将监视由微透镜事件产生的辐射的周期性波动。

微透镜法

像引力透镜一样，这些事件都是由爱因斯坦的广义相对论预测的，该理论指出：b k 2 h在, | m =一个巨大物体产生的引力存在下，时空的曲率会发生改变。引力透镜依赖于星系和星系团，而微透镜依赖于两颗遥远恒星在空间漂移& 2 y c = [时的偶然排列。

每当两颗c X a m ] e C h B恒星与我们在地球上的有利i & ]位置紧密/ Q i ? = w D t 1排列在一起时，来自较远恒星的S 8 G y _ T ] R ~光就会在经过较近恒星扭曲的时空时弯曲。如果排列特别接近5 - R l V d $，则较近的状态将具有“透镜”效` 6 I H a果，放大来自背景恒星的光* D # G。同样，环绕恒星运行的行星也有一个小的透镜效应，这将揭示行星本身的许多情况。

由于它们依赖于变化排列，因此微透镜事件与瞬变相比是罕见的。但由于它能够扫描比以往任何太空望远镜更广阔的天空区C J ] 5 V j &域，WFIRST将有更好的机会探测到这些事件。正如美国宇航局戈达德航天飞行中心引力微透镜小g O 8 R i J组负责人大卫贝内特所解@ ] f # n $ 2 ) 4释的：“来自小行星的微透镜信号很少见，而且很短暂，但它们比其N & d X K n A他方法的信号强。由于这是百万分之一的事件，第一次发现低质量行星的关键是要搜索数亿颗恒星。”

此g t e V @ 4外，微透镜是一种更好的方法，可以用来寻找在各自恒星可居住区内外运行的行星。例如，由行星绕轨道运行6 = # * r 6 s引起的微透镜事件可以让天文学家对行星的质量和距主星的距离1 s m k u Q 0施加严格的限制，而凌# ? 6 [ r T z C ]日法有利于测量行星的大小和轨道周期，而不是其质量或距离。

对系外行星的一次大普查

结合美国航天局开普勒号和凌日系外行星测量卫星（TESS）任务的诸多发现，WFIRST将完成第一次包含质量和轨道范围广泛的系外行星的普查，使天文学家能够缩小对可居住世界的搜索范围。路易斯安那州立大学的助理教授Matthew Penny说，他领导了一项预测WFIRST微透镜调查能力的研究：

“试图解释今天的地球人口就像试图解释一幅覆盖了一半的图片。为了充分了解行星系是如何形成的，我们需要在所有距离上找到所有质量的行星。没有一种技术可以做到这一点，但WFIRST的微V * H ?透镜调查，结合开普勒和TESS的结果，将揭示更多的图片。

“WFIRST的微透镜测量不仅将促进我们对行星系统的理解，它还将使我们能够对2亿颗恒星的变异性、内Z K 部银河系的结构和形成、黑洞和其他在任何情况下都难以或不可能研究的暗而致密的物% K * & Q体的数量进行大量的研究。”

与之前的调查不同，WFIRST将探索银河系中尚未系统搜索的区域，包括银河系的中心，银v i M n = % a 3 Y河系中的大多数恒星都居住在这里。由于它的红外成像能力，WFIRST能够穿透遮蔽的气体和尘埃，阻止望远镜在拥挤的中心区域研究行星。

除此之外，WFIRST的调查也将比它的前任更加雄J @ @ q [ W 1 $ ;心勃勃。2009年~ * : W w ] d m至2018年间，开普勒搜索了100平方度的天空，追踪了10万颗距离约1000光年的恒星。目前，TESS正在扫描整个天空，追踪距离约100光年的20万颗恒星。而WFIRST将搜索天空中仅有3平方度的区域，但将跟踪距离约10000光年的20 ) [ X亿颗恒星。结合另一个下一代红外天文台詹姆斯韦伯太空望远镜（J9 2 - + R pWST），对系外行星的研究即将进入超光速时代！

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