美国国家航空航天局（NASA）的南希・格蕾丝・罗曼太空望远镜（简称罗曼望远镜）计划在2027年5月前发射升空。根据最新研究预测，在执行高纬度时域巡天观测任务期间，罗曼望远镜有望观测到10万次以上的强烈宇宙爆炸。这些爆炸事件将为科学家们揭示宇宙众多谜团提供至关重要的线索。

IT之家报道称，罗曼观测到的宇宙爆炸现象涵盖了超新星爆发、千新星爆发以及超大质量黑洞进食引发的“喷发”等现象。超新星爆发标志着大质量恒星的终结，而千新星爆发则是在两颗极端中子星碰撞之际发生的。值得一提的是，罗曼还有可能捕捉到宇宙第一代恒星的毁灭性爆炸。这些爆炸事件对于探究宇宙的演化历史具有极其重要的意义。

无论你是对暗能量充满好奇，渴望了解濒死的恒星，还是对星系引擎充满探索欲，甚至是对那些我们未曾一瞥的全新现象充满期待，这项巡天观测都将是一笔宝贵的财富。贝勒大学助理教授、研究团队负责人本杰明・罗斯（Benjamin Rose）这样说道。

罗曼的高纬度时域巡天项目将每隔五天对同一片辽阔的太空区域进行一次观测，这一过程将持续整整两年，旨在记录下这些剧烈的爆炸现象。收集到的观测资料将被精心整合，制作成一部“宇宙电影”，生动地呈现出宇宙爆炸的各个阶段。在这其中，Ia 型超新星的爆发现象尤其受到人们的广泛关注。该现象源于白矮星在吸收伴星物质后所引发的爆炸，其亮度和亮度峰值呈现出高度的一致性，因此被天文学家誉为“标准烛光”，这一特性使其成为测量宇宙距离的有效工具。最新的研究对罗曼提出的全面高纬度时域巡天计划进行了模拟，预计该计划将揭示超过2.7万颗新的Ia型超新星，这一数字是之前所有观测项目所发现总数的十倍。

通过观察不同距离的“标准烛光”，天文学家得以追溯宇宙的演变历程，进而测定宇宙在各个阶段的膨胀速率。众多Ia型超新星的发现，将助力我们揭开暗能量的奥秘，这种力量神秘莫测，被普遍认为正是推动宇宙加速膨胀的关键因素。近期，暗能量光谱仪（DESI）的研究揭示了一个重要现象：暗能量似乎会随着时间流逝而逐渐减弱。此外，罗曼的观测数据有望为这一发现提供进一步的证实。

罗斯解释说，通过填补这些数据空白，我们同样能够填补对暗能量的认知空白。越来越多的证据显示，暗能量随着时间的推移而发生变化。罗曼将通过研究宇宙的历史，协助我们洞察这种变化，而这正是其他望远镜所无法实现的。

研究团队进一步预测，在罗曼探测到的十万次宇宙爆炸事件中，大约有六万次属于所谓的“核心塌缩超新星”。这类超新星爆发源于那些质量至少是太阳八倍的大质量恒星在核燃料耗尽后，无法抵御引力导致的坍缩。随着这些恒星核心的急剧坍缩，外围物质被猛烈喷射，进而引发超新星爆发。这些爆发将恒星内部孕育的元素播撒至宇宙深处，为新生恒星、行星乃至生命体的形成奠定了基础。在核心塌缩的超新星爆发之后，将遗留下一颗中子星或黑洞，其具体形态取决于原恒星的质量。

尽管核心塌缩的超新星不能像Ia型超新星那样协助科学家揭示暗能量的奥秘，然而，它们却能够向我们揭示恒星的生命历程与终结。研究团队的一员，来自NASA戈达德太空飞行中心的雷贝卡・霍恩塞尔（Rebekah Hounsell）指出，通过观测天体光亮度随时间的波动，并将这些波动细分为光谱——这些光谱，由不同颜色的光带组成，蕴含着天体发出的光信息——我们能够辨别出罗曼所观察到的各种不同类型的闪烁现象。借助我们构建的数据集，研究者们能够对机器学习模型进行培养，使其能够识别各种天体的种类，并在浩如烟海的数据资料中精准定位它们。

在探索Ia型超新星的过程中，罗曼能够搜集到众多宇宙中的额外产物——这些现象对于某些科学家而言或许并无实际价值，然而，对于其他科学家而言，它们却具有极高的研究价值。霍恩塞尔这样补充说道。

罗曼有望发现更加罕见的宇宙现象，比如黑洞吞噬那些不幸靠近的恒星。在潮汐破坏事件中，恒星因黑洞强大的引力而被撕裂，尽管大部分恒星物质最终被黑洞吞没，但在吞噬过程中，黑洞会喷射出大量接近光速的物质。这些物质形成的喷流以及黑洞周围的吸积盘能够辐射出全电磁频谱的辐射。研究团队预测，罗曼的高纬度时域巡天项目有望揭示大约40起此类恒星毁灭现象。

千新星爆发比TDEs更为稀少，它是在两颗中子星发生碰撞并最终融合的过程中产生的。据研究团队估算，罗曼或许能观测到大约5个新的千新星爆发事件。尽管这个数量并不算多，但这些观测结果对于揭示贵金属，如金和银的起源，却至关重要。虽然大多数元素都是在恒星内部生成的，然而，恒星内部的极端压力和温度条件却无法促成比铁更重的元素的形成。中子星相撞所形成的极端条件，被认为是宇宙中唯一能够诞生金、银以及钚等元素的区域。这些元素最初以较重的、不稳定的形式存在，随后迅速发生衰变，并在此过程中释放出新星爆发时观测到的光芒。鉴于此，对新星爆发光芒的研究对于深入理解这一过程显得尤为关键。

千新星的研究有助于明确中子星合并后所产生天体的种类。这或许是一颗迅速塌缩成黑洞的巨型中子星，亦或是一个即刻形成的黑洞，甚至可能是某种尚未被人类想象的新天体。截至目前，天文学家仅记录到一次千新星爆发事件，若能再发现五次，无疑将是科学界的一大突破。

罗曼所取得的宇宙爆炸发现中，最让人振奋的之一便是观测到了宇宙中第一代恒星的奇特、爆炸性的终结。根据当前的理论，这些早期形成的大质量恒星，其死亡方式可能与现今的恒星截然不同。与通常的核心塌缩现象不同，第一代恒星内部产生的伽马射线或许能引发电子与正电子对的生成。这些粒子在恒星内部发生相互湮灭反应，进而释放出大量能量，这一过程促使恒星发生自我爆炸，此类爆炸现象被称作“对不稳定超新星”。

这些爆炸的威力极大，以至于人们推测它们几乎会彻底摧毁一切，唯有恒星在其生命周期中产生的元素得以留存。到目前为止，天文学家已经找到了数十颗可能的不稳定超新星候选体，然而这些发现尚未得到最终确认。研究团队的模拟结果显示，罗曼或许能够确认多达10颗不稳定超新星。

罗斯表示：“罗曼的望远镜将首次证实不稳定超新星的存在。”他指出，“这些超新星距离我们极为遥远，且出现的频率极低，因此，我们亟需一台能在近红外光波段对广阔天域进行深入观测的设备，罗曼的望远镜恰好能满足这一需求。”

研究团队打算对罗曼在宇宙领域的研究进行更深入的模拟，这一行动或许揭示了其探测更广泛、更加强大且更具破坏性的宇宙现象的能力，甚至可能揭示一些尚未被现有理论所涵盖的事件。

霍恩塞尔总结称，罗曼在太空的探索中将会遇见众多奇特且令人惊异的现象，这些现象中不乏我们未曾预料的。他接着说道，我们对于这些出乎意料的发现充满期待。

该研究于 7 月 15 日发表在《天体物理学杂志》上。