Ένα νέο, πανίσχυρο «μάτι» της ανθρωπότητας ετοιμάζεται να ανοίξει στο Διάστημα, καθώς η NASA προχώρησε στην εκτόξευση του Nancy Grace Roman Space Telescope, ενός διαστημικού παρατηρητηρίου που φιλοδοξεί να απαντήσει σε μερικά από τα μεγαλύτερα ερωτήματα για τη φύση και την εξέλιξη του Σύμπαντος.
Το τηλεσκόπιο αναμένεται να εκτοξευθεί από το Ακρωτήριο Κανάβεραλ στη Φλόριντα στις 30 Αυγούστου και αποτελεί το επόμενο μεγάλο διαστημικό τηλεσκόπιο της NASA μετά το James Webb Space Telescope (JWST).
Το Roman πήρε το όνομά του από τη Nancy Grace Roman, την πρώτη επικεφαλής αστρονομίας της NASA, η οποία έπαιξε καθοριστικό ρόλο στον σχεδιασμό του Hubble και στην ανάπτυξη του προγράμματος διαστημικής αστρονομίας της αμερικανικής διαστημικής υπηρεσίας.
Η νέα αποστολή δεν έρχεται για να αντικαταστήσει το Hubble ή το James Webb. Αντίθετα, τα τρία τηλεσκόπια μπορούν να λειτουργήσουν συμπληρωματικά, προσφέροντας στους επιστήμονες διαφορετικές «ματιές» στο Σύμπαν.
Το «όπλο» του Roman είναι το τεράστιο πεδίο θέασης
Το James Webb έχει σχεδιαστεί για να εξετάζει πολύ μακρινά αντικείμενα με εξαιρετικά μεγάλη λεπτομέρεια, αλλά το πεδίο θέασης του είναι σχετικά μικρό. Το Roman θα ακολουθήσει διαφορετική στρατηγική.
Θα παρατηρεί πολύ μεγαλύτερες περιοχές του ουρανού, καταγράφοντας σε κάθε παρατήρηση μια έκταση περίπου ίση με αυτή που καταλαμβάνει η πανσέληνος.
Το Wide Field Instrument του Roman θα μπορεί να λαμβάνει εικόνες με ανάλυση αντίστοιχη με εκείνη του Hubble, αλλά σε περιοχή του ουρανού περίπου 100 φορές μεγαλύτερη.
Το αποτέλεσμα είναι εντυπωσιακό: το Roman αναμένεται να συλλέγει δεδομένα περίπου 1.000 φορές ταχύτερα από το Hubble.
Αυτό ακριβώς το τεράστιο πεδίο θέασης είναι που μπορεί να κάνει τη διαφορά. Αντί να εστιάζει μόνο σε μεμονωμένα αντικείμενα, το Roman θα μπορεί να «σαρώνει» τεράστιες περιοχές του ουρανού και να δημιουργεί έναν λεπτομερή χάρτη της κοσμικής δομής.
Το μεγάλο μυστήριο της σκοτεινής ύλης
Ένας από τους βασικούς στόχους της αποστολής είναι η σκοτεινή ύλη, μια από τις μεγαλύτερες άγνωστες παραμέτρους της σύγχρονης κοσμολογίας.
Η σκοτεινή ύλη δεν μπορεί να παρατηρηθεί άμεσα, καθώς δεν εκπέμπει ούτε αντανακλά φως με τρόπο που να μπορούν να καταγράψουν τα τηλεσκόπια. Οι επιστήμονες, όμως, γνωρίζουν ότι υπάρχει από τον τρόπο με τον οποίο επηρεάζει τη βαρύτητα και την κίνηση της ορατής ύλης.
Το Roman δεν θα «φωτογραφίσει» τη σκοτεινή ύλη. Θα μετρήσει τις επιδράσεις της και θα χρησιμοποιήσει αυτές τις μετρήσεις για να δημιουργήσει έναν τεράστιο χάρτη της κατανομής της στο Σύμπαν.
Παράλληλα, θα εξετάσει τη σκοτεινή ενέργεια, τη μυστηριώδη μορφή ενέργειας που θεωρείται ότι συνδέεται με την επιταχυνόμενη διαστολή του Σύμπαντος.
«Ο στόχος δεν είναι απαραίτητα για το Roman να τραβήξει μια εικόνα της σκοτεινής ύλης ή της σκοτεινής ενέργειας, αλλά να μετρήσει τις επιδράσεις τους με πολύ μεγαλύτερη ακρίβεια», δήλωσε η Kristen McQuinn του Space Telescope Science Institute, μία από τις επιστημονικές επικεφαλής της αποστολής.
Οι παρατηρήσεις αυτές θα μπορούσαν να βοηθήσουν τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα από τι αποτελείται το Σύμπαν, πώς εξελίχθηκε και ποια μπορεί να είναι η μοίρα του στο μακρινό μέλλον.
Θα «ξεσκονίσει» το Σύμπαν 2 δισεκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη
Κατά τη διάρκεια της βασικής πενταετούς αποστολής του, το Roman αναμένεται να παρατηρήσει περίπου το 12% ολόκληρου του ουρανού.
Οι παρατηρήσεις του θα φτάσουν μέχρι μια εποχή κατά την οποία το Σύμπαν ήταν μόλις περίπου 2 δισεκατομμυρίων ετών μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.
Η τεράστια ποσότητα δεδομένων που θα συγκεντρώσει θα επιτρέψει την ανακάλυψη αμέτρητων κοσμικών αντικειμένων και φαινομένων. Στη συνέχεια, τα πιο ενδιαφέροντα ευρήματα μπορούν να αποτελέσουν στόχο για το James Webb, το οποίο θα έχει τη δυνατότητα να τα εξετάσει σε πολύ μεγαλύτερο βάθος και λεπτομέρεια.
Το Hubble, από την πλευρά του, μπορεί να προσφέρει παρατηρήσεις σε διαφορετικά μήκη κύματος του φωτός.
Με άλλα λόγια, το Roman μπορεί να λειτουργήσει ως ένας τεράστιος «ανιχνευτής» του ουρανού, εντοπίζοντας στόχους που στη συνέχεια θα εξετάζονται λεπτομερέστερα από τα υπόλοιπα διαστημικά τηλεσκόπια.
Το Roman θα ψάξει και για πλανήτες που κρύβονται στο φως των άστρων
Η αποστολή έχει όμως και μια ακόμη ιδιαίτερα φιλόδοξη αποστολή: την αναζήτηση πλανητών που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από άλλα άστρα.
Το Roman διαθέτει ένα ειδικό επιστημονικό όργανο, τον στεμματογράφο (coronagraph), ο οποίος έχει σχεδιαστεί ώστε να μπλοκάρει το έντονο φως των άστρων.
Αυτό είναι κρίσιμο, καθώς το φως ενός άστρου μπορεί να είναι εκατομμύρια φορές ισχυρότερο από το αμυδρό φως ενός πλανήτη που βρίσκεται δίπλα του.
Μπλοκάροντας το φως του άστρου, το όργανο θα προσπαθεί να κάνει ορατό το φως που αντανακλάται από τον πλανήτη.
Το Roman θα μπορεί έτσι να εντοπίζει πλανήτες που είναι έως και 100 εκατομμύρια φορές πιο αμυδροί από τα άστρα τους, επίδοση που ξεπερνά κατά πολύ τις δυνατότητες των σημερινών διαστημικών στεμματογράφων.
Οι παρατηρήσεις αυτές θα αποτελέσουν σημαντικό βήμα για την επόμενη γενιά διαστημικών τηλεσκοπίων και ειδικότερα για το προτεινόμενο Habitable Worlds Observatory της NASA, το οποίο θα έχει ως βασικό στόχο την αναζήτηση κόσμων που θα μπορούσαν να φιλοξενούν ζωή.
Το ταξίδι στο L2 και οι πρώτες εικόνες
Μετά την εκτόξευσή του, εφόσον όλα εξελιχθούν ομαλά, το Roman αναμένεται να φτάσει στην τελική του θέση περίπου έναν μήνα αργότερα.
Προορισμός του είναι το σημείο L2, ένα βαρυτικά σταθερό σημείο που βρίσκεται περίπου 1,5 εκατομμύριο χιλιόμετρα μακρύτερα από τον Ήλιο σε σχέση με τη Γη.
Ωστόσο, η άφιξη στο L2 δεν σημαίνει ότι το τηλεσκόπιο θα ξεκινήσει αμέσως να καταγράφει επιστημονικά δεδομένα.
Θα ακολουθήσει μια περίοδος περίπου τριών μηνών κατά την οποία οι επιστήμονες θα ελέγξουν, θα δοκιμάσουν και θα βαθμονομήσουν τα όργανά του.
Οι πρώτες επιστημονικές παρατηρήσεις αναμένεται να ξεκινήσουν περίπου στις αρχές του 2027.
Και όπως έχει συμβεί με το Hubble, το οποίο σχεδιάστηκε αρχικά για περίπου 15 χρόνια λειτουργίας αλλά εξακολουθεί να προσφέρει πολύτιμα δεδομένα περισσότερες από τρεις δεκαετίες αργότερα, κανείς δεν αποκλείει το Roman να παραμείνει ενεργό για πολύ περισσότερο από την αρχική πενταετία.
Αν όλα πάνε σύμφωνα με τον σχεδιασμό, το νέο διαστημικό τηλεσκόπιο της NASA δεν θα μας προσφέρει απλώς περισσότερες εικόνες του Σύμπαντος. Θα μπορούσε να αλλάξει τον τρόπο με τον οποίο κατανοούμε τη σκοτεινή ύλη, τη σκοτεινή ενέργεια, την εξέλιξη του Κόσμου και, ίσως, τους πλανήτες που βρίσκονται πέρα από το Ηλιακό μας Σύστημα.
Με πληροφορίες από Newscientist / Scientificamerican / Science.nasa.gov
