NASA 羅曼太空望遠鏡將升空：它會如何改寫暗能量與系外行星研究？

先看重點：羅曼不是「下一台哈勃」，而是宇宙廣角測繪機

NASA 的南茜・葛蕾絲・羅曼太空望遠鏡（Nancy Grace Roman Space Telescope，簡稱羅曼）預計於 2026 年 8 月 30 日美東時間上午 7 時 26 分，從佛羅里達州 NASA 肯尼迪太空中心的 39A 發射台，搭乘 SpaceX「獵鷹重型」火箭升空。換算為台灣時間，預定發射時間是 8 月 30 日晚間 7 時 26 分。不過，這仍是目標時間，不代表發射已獲最終保證；NASA 原定於 8 月 28 日進行最後一次發射準備審查及「放行／不放行」表決。47 50 54

羅曼的核心價值不只是「看得更遠」，而是能以接近哈勃望遠鏡的清晰度，一次看見大得多的天空範圍。NASA 估計，在適合的廣域觀測任務中，羅曼的巡天速度最高可達哈勃的 1,000 倍。4 6 7

發射準備進度到哪裡？

羅曼望遠鏡已經從組裝階段進入最後發射作業。NASA 於 2025 年 11 月 25 日完成望遠鏡整體組裝。51 此後，團隊在肯尼迪太空中心完成多項關鍵里程碑：

• NASA、羅曼任務團隊與 SpaceX 於 2026 年 8 月 21 日完成飛行準備審查，確認任務可進入最後發射準備階段。47
• 同日，工程人員在肯尼迪太空中心的有效載荷危害處理設施，將望遠鏡封裝進獵鷹重型的整流罩內。46
• 8 月 25 日，封裝完成的太空船被運送至 39A 發射台的 SpaceX 機庫。45 50
• 8 月 28 日預定舉行最後一次發射準備審查，確認是否能按計畫在 8 月 30 日升空。50

這些進度顯示，羅曼已由太空船建造轉入最後的發射活動；但技術問題、天候或發射場安全限制，仍可能導致延期。

2.4 公尺主鏡，為何能比哈勃看更廣？

羅曼的主鏡口徑為 2.4 公尺，與哈勃太空望遠鏡相同。真正拉開差距的，是光學設計與感測器陣列。

羅曼的主力儀器「廣域儀」（Wide Field Instrument，WFI）是一部約 3 億像素的近紅外相機，視野超過哈勃紅外相機的 100 倍。1 2 4 單張羅曼影像涵蓋的天空面積，比人眼所見的滿月表面還大；相較之下，哈勃的紅外影像約小 200 倍。6

NASA 表示，羅曼在任務前五年拍攝的天空面積，將超過哈勃前 30 年觀測總量的 50 倍。4 7 它的優勢不是取代哈勃拍攝單一星系或星雲的精細特寫，而是快速建立一致、廣大的宇宙資料庫，再把值得深入研究的目標交給哈勃、詹姆斯・韋伯太空望遠鏡及地面望遠鏡追蹤。

日冕儀：讓望遠鏡直接看見行星

羅曼搭載兩項科學儀器：廣域儀，以及「日冕儀」（Coronagraph Instrument）。日冕儀目前主要是技術示範，不是一次大規模搜尋類地行星的完整任務。3 13

系外行星通常被母恆星的強烈光芒掩蓋。日冕儀會利用遮光罩阻擋恆星光線，再透過可變形、主動控制的鏡面修正殘餘光學誤差。系統目標對比度約為 十億分之一，有機會直接拍攝部分大型系外行星及行星碎屑盤，並取得低解析度光譜。3 10

這項能力的意義不只在於羅曼可能拍到哪些行星，也在於測試未來任務直接影像觀測較小、甚至可能適居行星所需的技術。

羅曼如何追查暗能量？

羅曼的宇宙學任務，會用幾種互相獨立但能彼此驗證的方法，研究宇宙如何膨脹，以及物質結構如何隨時間成長。

星系分布與重子聲學振盪

羅曼的高銀緯廣域巡天計畫，預計在不到一年半內觀測超過 5,000 平方度的天空，約占整個天空的 12%。它會結合影像與光譜資料，測量星系的位置、距離和聚集情況。33 37

一項參考任務設計預計取得約 1,200 萬個星系的紅移資料，用於研究「重子聲學振盪」（baryon acoustic oscillations，BAO）。BAO 是早期宇宙聲波留下的特徵尺度，可作為一把「標準尺」，協助天文學家追蹤宇宙在不同時期的膨脹速度。35

弱重力透鏡

遙遠星系的光線穿過前景物質時，會因重力而產生極細微的形狀扭曲。透過統計大量星系的變形，羅曼可以繪製普通物質與暗物質的分布，並測量宇宙結構如何成長。參考設計估計，任務可分析約 3.7 億個受到透鏡效應影響的星系形狀。35

Ia 型超新星

羅曼也會進行時間域觀測，尋找並追蹤數千顆 Ia 型超新星，觀測距離可達約紅移 2。這些超新星的校準亮度與紅移資料，可以用來建立跨越宇宙歷史的距離指標。31

把超新星距離、BAO 標準尺與弱透鏡的物質分布放在一起，科學家便能檢驗宇宙加速膨脹是否符合「宇宙常數」、隨時間演化的暗能量，或是需要修改現有重力理論。羅曼有望大幅提高測量精度，但不代表它一定能回答所有未解問題。

它能解決「哈伯張力」嗎？

「哈伯張力」指的是：用不同宇宙時期、不同觀測方法估算今天的宇宙膨脹率時，結果出現約 8% 的差距。

羅曼不會靠單一觀測就解決這場爭議。它的價值在於，能以獨立且受到良好控制的方式，測量超新星距離、星系聚集、物質成長和宇宙膨脹歷史。

如果不同觀測方法最後指向相同的膨脹歷史，便有助於排除未知的測量偏差；如果結果彼此不一致，分歧的模式也可能揭示哪些假設需要重新檢查。因此，對羅曼較合理的期待是「提供更強、更獨立的證據」，而不是預先保證它能替哈伯張力畫下句點。

可能發現超過 10 萬顆系外行星

羅曼會反覆觀測銀河系中心附近密集的星野，監測數以億計的恆星亮度變化。主要有兩種找行星的方法：

• 凌日法： 行星從母恆星前方通過時，會造成恆星亮度出現細微、週期性的下降。NASA 預期羅曼能發現超過 10 萬顆凌日行星，這類行星主要是距離母恆星較近、軌道週期較短的世界。9 21
• 重力微透鏡法： 當前景恆星，或繞其運行的行星，恰好經過遙遠背景恆星與望遠鏡之間時，前景天體的重力會短暫放大並扭曲背景星光。這種方法對距離母恆星較遠、溫度較低的行星特別敏感，也能搜尋類似太陽系外圍行星的世界。17 21

NASA 預期羅曼可透過重力微透鏡發現超過 1,000 顆行星。9 在有利事件中，這類觀測甚至可能觸及接近火星大小或小於火星的低質量行星，以及不受任何恆星引力束縛、獨自在銀河系中漂流的「流浪行星」。20 21

這些數字是預測的任務產量，不是已經確認的發現數量。凌日法擅長找出會從望遠鏡視線前方通過的行星；微透鏡法則能補足較冷、較遠，甚至沒有母恆星的行星族群，而這些目標通常不是凌日或徑向速度巡天的強項。

發射後會去哪裡？何時看到第一批成果？

發射後，羅曼預計前往日地系統 L2 點附近的暈軌道。L2 位於距離地球約 100 萬英里、背向太陽的方向，有利於長時間穩定觀測特定天空區域，也適合紅外觀測策略。18 51

抵達目的地後，太空船仍需完成巡航、展開、儀器啟動、校準與整體驗證，才能進入例行科學觀測。現有 NASA 發射資料並未提供首批正式科學成果的確切公開日期，因此不應預期望遠鏡升空後立即公布完整成果。早期可能會有調試期間的觀測，但正式、經過整理的科學資料仍須等待任務完成在軌驗證。

羅曼的主要任務規畫為 五年。是否延長任務，將取決於太空船健康狀況、燃料、經費與科學優先順序，因此後續延長只能視為可能，不能當成既定安排。4

與哈勃、韋伯及薇拉・魯賓天文台如何合作？

羅曼更適合被理解為太空與地面觀測網絡的一環，而不是讓其他望遠鏡失去作用的「接班人」。

• 哈勃太空望遠鏡： 羅曼提供大範圍近紅外巡天，哈勃則仍擅長針對單一目標進行高彈性的精細觀測，並保有從紫外到近紅外的成熟觀測能力。4
• 詹姆斯・韋伯太空望遠鏡： 羅曼負責在廣大天空中找出大量星系、瞬變天體及系外行星候選目標；韋伯則可對其中少數目標進行更深、更細緻的紅外研究。
• 薇拉・魯賓天文台： 魯賓將以光學波段反覆巡查天空，羅曼則提供不受地球大氣干擾的近紅外影像與光譜。兩者可在時間域天文學、星系巡天、瞬變天體搜尋和後續觀測選擇上互相補足。
• 地面及其他專用設施： 光譜望遠鏡、X 射線天文台、重力波設施及其他行星觀測設備，可為羅曼發現的目標補充紅移、質量、宿主星系和物理環境等資訊。

結語：羅曼真正的突破在於「規模」

羅曼太空望遠鏡的招牌能力，是把哈勃等級的影像銳利度，與超過 100 倍的廣闊視野結合起來。它將在大範圍天空中建立星系與物質分布地圖，以多種方法檢驗宇宙加速膨脹，也可能把系外行星目錄推向超過 10 萬顆的規模。

8 月 30 日的獵鷹重型發射，是這項任務的下一個關鍵節點。真正重要的科學考驗，將在之後數年展開：羅曼能否說明暗能量究竟如何推動宇宙膨脹，又會揭開多少寒冷、遙遠或無主恆星的行星世界。