南希·格雷斯·罗曼太空望远镜（RST），罗曼以“哈勃之母”的名字命名，他将通过回溯到时间的开始，重新审视哈勃曾经观测过的地方。像哈勃望远镜一样，RST将有一个2.4米（7.9英尺）的主镜和先进的仪器来捕捉不同波长的图像。然而，RST还将拥有一个巨大的3亿像素摄像头——广角仪（WFI）——它的视野将比哈勃望远镜大倍。在最近的一项研究中，一个由NASA领导的国际研究团队描述了他们创建的模拟，该模拟预览了RST所能看到的东西。所得到的数据集将为RST在年进入太空后提供新的实验和机会。

该团队包括来自NASA戈达德太空飞行中心天体物理科学部、Flatiron研究所计算天体物理中心、日本国家天文台（NAOJ）、南非天文台（SAAO）、空间望远镜科学研究所（STScI）、欧洲南方天文台（ESO）、米切尔基础物理和天文学研究所、洛桑理工学院（EPFL）和其他多所大学。

科学家们创建了模拟宇宙的侧视图，每个点代表一个星系，其大小和亮度与其质量相对应。该模拟基于一个经过充分测试的星系形成理论，该理论结合了最广泛接受的宇宙学模型——Lambda冷暗物质（LCDM）模型。这使得该团队能够模拟五个直径为两平方度（大约是满月视大小的十倍）的光锥，每个光锥包含超过万个星系。这些星系分布在红移光谱上（z＝1-10），对应于万光年到亿光年的距离。

领导这项研究的NASA戈达德太空飞行中心博士后科学家在最近的NASA新闻稿中表示：

哈勃望远镜和詹姆斯·韦伯太空望远镜被优化用于研究天文物体的深度和近距离，因此它们就像通过针孔观察宇宙。为了在最大的尺度上解决宇宙奥秘，我们需要一台能够提供更大视野的太空望远镜，这正是罗曼的初衷。当它开始运行时，这些模拟和其他模拟将为天文学家提供一个可以与观测数据进行比较的框架。这将使科学家们能够仔细研究他们的天体物理学和宇宙学模型，从星系的形成和演化到暗物质、暗能量等等，这对一切都有影响。这将是可能的，这要归功于罗曼能够将比哈勃望远镜大两个数量级的视场（以及与之相匹配的角度分辨率）与先进的光谱学相结合。

例如，通过观察暗物质如何使来自更远物体的光扭曲和放大（引力透镜），罗曼将帮助我们了解暗物质光环是如何随时间发展的。其他太空望远镜需要接近一个世纪（或更长时间）才能绘制出这些巨大的宇宙结构，但罗曼可以在63天内完成同样的工作。除了其广阔的视野外，由于天文台的快速旋转速度和刚性结构，这将成为可能。基本上，罗曼可以从一个目标快速移动到下一个目标，因为它的组件（如太阳能电池阵列）固定在适当的位置。

这意味着由重新定位引起的振动将迅速减弱，从而缩短图像采集之间的等待时间。“罗曼每年将拍摄大约10万张照片。”美国宇航局戈达德研究天体物理学家说（也是该论文的合著者）。“考虑到罗曼的视野更大，即使是像哈勃或韦伯这样强大的望远镜也需要几十年或者更长的时间才能覆盖同样多的天空。”

RST的另一个令人兴奋的方面是它将如何与其他天文台合作，以更详细地研究宇宙。这包括利用哈勃更广泛的波长覆盖范围和韦伯更详细的红外观测来确定后续研究的目标。这将为从星系和星系团到太阳系外行星和天体的宇宙天体提供深入研究。“罗曼将拥有与哈勃超深场的深度相匹配的独特能力，但所覆盖的天空面积是CANDELS巡天等大范围巡天工具的数倍。如此完整的早期宇宙视图将有助于我们理解哈勃和韦伯拍摄的照片是如何具有代表性的。”

天体物理学家、该论文的合著者补充道：“将罗曼史无前例的大型星系调查任务与决定这些星系分布的暗物质结构联系起来至关重要。”总之，模拟提供了星系数量密度、恒星形成率（SFR）、场对场方差和角两点相关函数等等数据的预测。

总结来说，未来几年对天文学家和宇宙学家来说将是一个激动人心的时刻。幸运的是，这是一个开始！