摘要：美国伦斯勒理工学院海蒂·纽伯格教授团队正在设计这样一个望远镜，准备用它来寻找30光年内地球的系外行星“双胞胎”，并由信心在短短3.5年内找到27个“地球2.0”。这项研究刚刚发表在9月1日《天文学与空间科学前沿》杂志上。

你见过天文望远镜的镜片是矩形的吗？而且是奇葩的20x1米的长条矩形？这个脑洞大开、异想天开的望远镜真的有可能成为现实。

美国伦斯勒理工学院海蒂·纽伯格教授团队正在设计这样一个望远镜，准备用它来寻找30光年内地球的系外行星“双胞胎”，并由信心在短短3.5年内找到27个“地球2.0”。这项研究刚刚发表在9月1日《天文学与空间科学前沿》杂志上。

在浩瀚的宇宙里寻找地球的“双胞胎”，可比大海捞针难多了，简直就是要在30光年外看清一颗恒星旁边的一粒尘埃。这不光要求望远镜看得远，更要求它看得“清”，能把靠在一起的两个点（恒星和行星）给分开，这个能力叫“角分辨率”。

长久以来，天文学家们都陷入了一个“大力出奇迹”的思维定势：要想看得清，镜子就得做得足够大。

要想在红外波段把30光年外地球和太阳这样的组合分开，科学家们计算出，我们需要一个口径接近20米的太空望远镜。

20米是什么概念？目前最强的韦伯望远镜，口径也才6.5米。造一个20米的“巨无霸”，不仅是技术上的噩梦，更是烧钱的无底洞。

正当所有人都在卷“更大就是更好”时，伦斯勒理工学院海蒂·纽伯格教授和她团队却反其道而行之：与其做个更大的饼，不如做根更长的针！

他们提出了一个石破天惊的方案：建造一个主镜为20米长、1米宽 的矩形太空望远镜！

你可能要问，这不就是个“奇葩”吗？矩形就不说了，面积只有20平方米，比韦伯的25.4平方米还小，能行吗？

能行，而且这正是它的绝妙之处！

望远镜的分辨率，其实只取决于它在特定方向上的最长尺寸。这根20米长的“针”，在它的长轴方向上，就拥有了和20米口径圆形望远镜一样的超高分辨率。它就像一把精准无比的手术刀，能轻松“切开”恒星的耀眼光芒，看到旁边那颗暗淡的行星。

那如果行星不在长轴方向上怎么办？很简单，转一下就行了！

科学家设计的观测方案是，对准一个目标，先拍一张，然后将望远镜旋转90度，再拍一张。这样一来，无论行星藏在哪个角落，都逃不过这根“天眼飞针”的扫描。

模拟结果简直不要太惊人。研究团队的计算表明，这个“太空直尺望远镜”：

效率极高：在约3.5年的任务中，它有望在10秒差距（约32.6光年）的范围内，找到多达27个 位于宜居带的类地行星！这直接满足了美国未来旗舰任务“宜居世界天文台（HWO）”寻找至少25颗宜居行星的核心目标。

能找生命信号：它不仅能发现行星，还能分析它们大气中的臭氧（O₃） 含量。在地球上，臭氧主要由光合作用产生的氧气形成，因此探测到它，将是生命存在的一个极其有力的证据。

性价比逆天：它的收集面积比韦伯还小，这意味着它的重量、折叠复杂度和建造成本都可能得到有效控制。用更少的钱，办更大的事，这才是科技的终极魅力。

为了证明这个设计的优越性，研究人员还模拟了一个面积相同但形状为传统方形的望远镜（边长约4.47米）。结果呢？

它的分辨率太差，根本无法分辨0.23角秒以内的行星，而这恰恰是绝大多数类地行星所在的位置。最终，它只能找到寥寥无几的几个行星，与矩形望远镜的成果有云泥之别。

所以，答案已经很明显了。在寻找另一个地球的征途上，有时候需要的不是蛮力，而是巧劲。

这个矩形望远镜方案，为我们打开了一扇全新的大门。它或许不是一个包打天下的“全能选手”，但它是一个专注、高效、聪明的“专科奇才”，有望成为未来更昂贵的“宜居世界天文台”或“LIFE”任务的完美先行者，为人类锁定最值得深入探索的目标。

参考文献:

Newberg HJ, Swordy L, Barry RK, Cousins M, Nish K, Rickborn S and Todeasa S (2025) The case for a rectangular format space telescope for finding exoplanets. Front. Astron. Space Sci. 12:1441984. doi: 10.3389/fspas.2025.1441984.

来源：徐德文科学频道