美国宇航局下一个伟大的太空望远镜将不迟于2027年发射。南希·格雷斯罗马太空望远镜是一个强大的宽视场红外望远镜，可以创造比哈勃望远镜大100倍的全景视野。罗马望远镜有各种各样的科学目标，它的工作之一是完成对系外行星的普查，以回答有关宜居性的问题。
一项新的研究表明，罗马太空望远镜可以测量遥远太阳系的尘埃，以帮助寻找宜居行星。
我们的太阳系包含一种尘埃，称为黄道带尘埃或行星际尘埃。尘埃主要是小行星、柯伊伯带天体之间碰撞的结果，也来自彗星活动。它不是来自太阳系早期的原始尘埃。大部分早期的尘埃已经消失了。
我们太阳系的黄道带尘埃包含在从太阳附近到火星和木星之间的小行星带的区域内。灰尘会散射阳光，从远处看，它是天空中仅次于太阳的第二亮的物体。但这些尘埃在研究系外行星时产生了一个问题。当一个遥远的太阳系有自己的行星际尘埃时，这种薄雾会使该系统中的行星在可见光中变得模糊。
虽然灰尘可能是个问题，但它也可能是一个有价值的信号。
天文学家可以使用罗马望远镜在遥远的太阳系中寻找这些尘埃。如果天文学家在一颗恒星周围发现这样的黄道带外尘埃，就表明存在岩质天体。这就增加了行星适合居住的可能性。如果罗马人没有发现这些尘埃，那也是一种胜利:太阳系是未来用光学望远镜观测的一个很好的目标，因为没有尘埃挡道。
这篇新论文的题目是“罗马日冕仪对黄道带外尘埃的灵敏度”。主要作者是图森大学天文学助理教授伊万·道格拉斯(Ewan Douglas)。这篇论文发表在《太平洋天文学会出版物》上。
道格拉斯说:“如果我们在某一颗恒星周围找不到这种尘埃，这意味着未来的任务将能够相对容易地看到潜在的行星。”“但如果我们确实发现了这种尘埃，我们可以研究它，了解关于其来源的各种有趣的事情，比如这些系统中的彗星和小行星，以及看不见的行星对其亮度和分布的影响。这对科学来说是双赢的!”
一个太阳系中尘埃的数量表明有多少和什么类型的活动正在进行。例如，许多黄道带尘埃来自彗星，当它们穿过太阳系内部时。如果天文学家发现了一个含有大量黄道带外尘埃的星系，那就意味着彗星活动的高度活跃。
尘埃的分布也是一个线索。这种分布模式可能表明，行星正在用它们的轨道雕刻这些碎片。
但就目前的情况来看，我们对其他星系中的尘埃了解不多。很难看到。
“没有人知道太多的黄道带外尘埃，因为它离它的主星太近了，通常会消失在耀眼的光芒中，这使得它很难被观察到，”贝特朗·门内森(Bertrand Mennesson)说，他是位于南加州的NASA喷气推进实验室的项目副科学家，也是这篇论文的合著者。“我们不确定罗曼会在其他行星系统中发现什么，但我们很兴奋，终于有了一个配备了设备的天文台，探索它们的宜居带的这方面。”
望远镜的日冕仪在这方面起着至关重要的作用。日冕仪就像太阳眼镜。它挡住了遥远的太阳系中恒星令人眩目的眩光，使天文学家能够看到较暗的物体。没有日冕仪，就不可能看到其他星系中的尘埃。罗曼的日冕仪将是有史以来最强大的日冕仪。
其他太空望远镜，包括哈勃望远镜，都有日冕仪。但与罗马望远镜相比，哈勃望远镜的结构相对简单。罗马望远镜的日冕仪使用滤镜和可变形的镜子从图像中去除强大的星光，将来自行星或黄道带尘埃的光留在后面。
“罗马日冕仪配备了特殊的传感器和可变形的镜子，可以实时主动测量和减去星光，”论文的合著者约翰·德比斯(John Debes)说。黛比斯是巴尔的摩太空望远镜科学研究所的天文学家。“这将有助于提供非常高的对比度，比哈勃被动日冕仪提供的对比度好一百倍，我们需要它来发现运行在主星附近的温暖尘埃。”
黄道带外尘埃，我们可以从中了解到的是天文学的一个新领域。天文学家们已经拍到了离恒星很远的冷尘埃的照片，这些尘埃离恒星的距离比海王星离太阳的距离还远。但到目前为止，还没有人对更靠近恒星的温暖尘埃进行过详细的成像。
通过大型双筒望远镜干涉仪的观测，我们对暖尘有了初步的了解。“寻找地球系统可观测特征”(HOSTS)调查是进一步了解黄道带外尘埃的踏脚石。HOSTS确定了在附近恒星的宜居带中漂浮的温暖尘埃的亮度和密度，这是理解黄道带外尘埃的一个踏脚石。它的观测帮助确定了未来的望远镜需要有多强大才能看到遥远的系外行星，尽管有尘埃存在。
除了强大的日冕仪，罗马太空望远镜还能提供更多的东西。它不会受到哈勃望远镜所遭受的一些限制。哈勃在近地轨道上，在研究遥远的物体时，它必须与地球的存在作斗争。但是罗马人将会在距离地球160万公里(100万英里)的拉格朗日L2点(LaGrange Point 2, L2)的一个漂亮而稳定的位置。
天文学家急于研究更靠近遥远恒星的温暖的黄道带外尘埃，因为它与距离恒星更远、更明显、更冷的尘埃之间存在关键区别。恒星附近的尘埃主要由岩石颗粒组成，而较远的尘埃则由冰粒组成。不同的工艺形成不同的晶粒，所以一种类型的晶粒与另一种不同。
“通过探测这些尘埃，我们可以了解形成行星系统的过程，同时为未来的任务提供重要信息，目标是拍摄可居住带行星，”合著者Debes说。“通过发现有多少黄道带外尘埃挡住了附近系统中可能的行星，我们可以知道未来需要多大的望远镜才能看透它们。”罗马日冕仪的观测可以为寻找地球类似物提供关键的踏脚石。”
黄道带外尘埃也抑制了系外行星科学的其他方面。确定潜在宜居性或探测生物特征的一种方法是研究系外行星的大气。但灰尘会碍事。“由于大多数反射的星光和许多感兴趣的生物标记物都是在可见光和近红外(近红外)波长，尘埃对可见光的散射是背景通量的主要来源，这将限制对系外行星大气的详细光谱表征，”该论文指出。
希望罗马太空望远镜能为另一项名为“宜居系外行星天文台”(HabEx)的任务铺平道路。HabEx目前仍处于概念和设计阶段，如果它能取得成果，目前计划的发射日期要到2035年。HabEx的任务是直接拍摄类太阳恒星周围的行星系。它能感知所有类型的行星，但重点是类地行星。HabEx将能够直接拍摄这些行星的图像。它还将通过光谱分析它们的大气可居住性或生物特征。
HabEx任务的方法是独特的。它将使用一个单独的遮星罩，而不是机载日冕仪。遮星层距离望远镜约77000公里(48000英里)，可以阻挡来自遥远恒星的光线，让来自行星的光线到达望远镜的仪器。
在这项研究中，作者利用模拟来确定有多少预先选定的HabEx任务的目标恒星将被罗马望远镜观测到。罗马望远镜的先进日冕仪使它比以前的望远镜更能观察到可居住带的行星。这个想法是为了获得一些关于HabEx在开始观测时将面对的来自黄道带外尘埃的散射背景光的提前知识。
“这一分析表明，罗马日冕仪将对附近恒星HZ波段的黄道带外尘埃的散射光亮度施加新的限制，”论文说。“这样的一个项目将为未来拍摄和描述类地行星的任务提供有价值的对散射光背景的洞察。”
罗马望远镜将提供的关于黄道带外光的详细知识将有助于为HabEx任务铺平道路。“……预先知道哪些系统有多余的黄道带光，将有助于更好地优化未来对类地行星的直接成像搜索。”
作者写道:“通过选择性地瞄准尘埃较少的系统，这有可能优化未来任务中的系外行星观测策略……”
对黄道带外尘埃的详细测量将只是罗马望远镜对天文学的贡献之一。罗马和HabEx之间的联系只是一次任务间的联系。罗马人还将研究暗能量和宇宙膨胀，在这方面，它将与欧洲航天局的欧几里得任务相吻合。
我们生活在天文学的鼎盛时代。期待已久的詹姆斯·韦伯太空望远镜将很快开始观测，南希·格雷斯·罗曼将在几年内发射，而古老的哈勃太空望远镜似乎是不可征服的。像维拉鲁宾天文台这样的地面天文台很快就会上线，同时也会有像E-ELT和麦哲伦望远镜这样的超级望远镜加入其中。
如果有类似地球的行星上有生命，我们可能就要找到其中的一些了。
