星系晕是一个松散的恒星集合，它的半径是银河系最亮部分半径的15到20倍。我们的邻居仙女座星系是少数几个拥有被充分研究的恒星晕的星系之一，如图所示。恒星晕用夸张的亮度和密度来表示它延伸的距离。当南希·格蕾丝·罗马太空望远镜发射时，它将能够利用其广阔的视野全面拍摄更多遥远星系的恒星光晕。我是NASA的拉尔夫·克劳弗

　　d (STScI)

　　宇宙是一个动态的，不断变化的地方，星系在跳舞，融合在一起，并改变外观。不幸的是，由于这些变化需要数百万或数十亿年的时间，望远镜只能提供快照，压缩到人的一生中。

　　然而，星系留下了它们的历史以及它们是如何形成的线索。美国宇航局即将发射的南希·格蕾丝·罗马太空望远镜将有能力通过对附近宇宙中星系的高分辨率成像来寻找这些星系形成的化石。

　　天文学家通过美国国家航空航天局的拨款，正在设计一套可能的观测结果，称为RINGS(罗马红外邻近星系调查)，它将收集这些非凡的图像，该团队正在制作公开可用的工具，一旦罗马发射并开始收集数据，天文界就可以使用这些工具。环的调查是一个初步的概念，可能会也可能不会在罗曼的科学任务中实施。

　　Roman为RINGS做了独特的准备，因为它的分辨率与美国宇航局的哈勃太空望远镜相似，而且它的宽视场是哈勃的200倍，这使它成为一架巡天望远镜，补充了哈勃的窄视场能力。

　　银河考古学家

　　科学家们只能在演化星系的生命中看到短暂的例子，这些星系最终形成了今天我们周围完全形成的星系。因此，星系的形成很难追踪。

　　幸运的是，星系在它们的恒星结构中留下了它们进化的线索，就像地球上的生物在岩石上留下印记一样。这些星系“化石”是一群古老的恒星，它们保存着星系形成和演化的历史，包括这些恒星形成时星系的化学成分。

　　费城宾夕法尼亚大学RINGS项目副首席研究员罗宾·桑德森对这些宇宙化石特别感兴趣。她将分析星系中恒星结构的过程描述为“就像进行一次挖掘，试图将骨头分类并重新组合在一起”。

　　罗曼的高分辨率将使科学家们能够利用从星系外围的长潮汐尾到星系内的恒星流的结构来挑选出这些星系化石。这些大规模的结构，罗曼是唯一有能力捕捉的，可以为星系的合并历史提供线索。桑德森说，我们的目标是“重新组装这些化石，以便回顾过去，了解这些星系是如何形成的。”

　　揭示暗物质

　　环还将进一步研究宇宙中最神秘的物质之一:暗物质，一种无形的物质形式，构成了星系的大部分质量。对于检验暗物质理论来说，一类特别有用的天体是超暗矮星系。根据加州大学圣克鲁兹分校的Raja GuhaThakurta的说法，“超微弱的矮星系是由暗物质主导的，它们几乎没有形成恒星的正常物质。由于创造的恒星如此之少，超微弱的星系基本上可以被视为纯粹的暗物质团来研究。”

　　罗曼望远镜由于其大视野和高分辨率，将观测到这些超微弱的星系，以帮助测试暗物质的多种理论。有了这些新数据，天文学界将更接近于发现这种不可观测的暗物质的真相，它远远超过了可见物质:暗物质占宇宙物质的80%，而正常物质占剩下的20%。

　　超暗星系远不是对暗物质的唯一测试。通常，只要观察一个中等大小星系的后院就足够了。星系周围恒星光晕的结构通常会提示暗物质的数量。然而，由于星系晕的绝对大小(它们通常是星系本身的15-20倍)，目前的望远镜在观测它们时效率非常低。

　　目前，科学家们唯一能完全解决的星系晕是我们的银河系和仙女座星系，我们的邻居星系。西雅图华盛顿大学RINGS项目的首席研究员本·威廉姆斯(Ben Williams)描述了罗曼的能力将如何修正这个问题:“我们只有对银河系和仙女座星系的可靠测量，因为它们离我们足够近，我们可以测量分布在它们的恒星晕中的大量恒星。所以，有了罗曼，突然之间我们就有了100个或更多的完全分解的星系。”

　　当罗马号于2027年5月发射时，它有望从根本上改变科学家对星系的理解。在这个过程中，它将为我们的银河系提供一些启示。银河系很容易近距离研究，但我们没有足够大的自拍杆来拍摄整个银河系及其周围的光晕。RINGS展示了如果这样的调查得到批准，Roman的能力。通过研究附近的宇宙，环可以检查大小和年龄与银河系相似的星系，并阐明我们是如何来到这里的。

　　南希·格蕾丝·罗曼太空望远镜由美国宇航局位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心管理，参与的有美国宇航局喷气推进实验室、南加州的加州理工学院/IPAC、巴尔的摩的太空望远镜科学研究所，以及一个由来自不同研究机构的科学家组成的科学团队。主要工业合作伙伴是位于科罗拉多州博尔德的BAE系统公司;L3Harris Technologies位于纽约州罗切斯特市;以及加州千橡市的Teledyne科学与成像公司。

　　帕特·莫利纳里著

　　太空望远镜科学研究所，巴尔的摩，马里兰州。