Teleskop rzymski NASA: jak następca Jamesa Webba zmapuje Wszechświat za pomocą ogromnych ilości danych

Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba nadal odkrywa piękno i tajemnicę Wszechświata od czasu dostarczenia pierwszych zdjęć w lipcu ubiegłego roku – ale misja rozmieszczenia kolejnego dużego teleskopu kosmicznego jest już w toku.

Rzymski Teleskop Kosmiczny Nancy Grace będzie kolejnym dużym teleskopem kosmicznym, który zostanie wystrzelony po rozmieszczeniu najnowszego teleskopu NASA, który sam był następcą wciąż aktywnego Teleskopu Hubble’a.

Jeden z naukowców Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) pracujący nad projektem powiedział Euronews.next, że rzymska premiera otworzy „nową erę dla astronomii”. Zbierze więcej danych niż jakakolwiek inna misja NASA wystrzelona wcześniej i spróbuje odpowiedzieć na niektóre z największych pytań astrofizyki.

Planowany do wystrzelenia najpóźniej do 2027 roku, Marco Siriani, dyrektor ESA ds. rozwoju operacji naukowych, który pracuje nad projektem z NASA, wyjaśnił, że będzie w stanie uchwycić „bardziej panoramiczny widok wszechświata i pozwolić na więcej badań statystycznych”.

Podczas misji kierowanej przez NASA Europejska Agencja Kosmiczna wnosi do niej część technologii i wiedzy specjalistycznej w zamian za dostęp do bezprecedensowej ilości danych, których dostarczy.

Oto spojrzenie na to, czego można się spodziewać po kolejnym dużym teleskopie kosmicznym NASA.

Czym Roman różniłby się od Hubble’a i Jamesa Webba?

Podczas gdy Hubble i Webb są bardzo dobrzy w powiększaniu, aby uzyskać szczegółowe spojrzenie na małe części nieba, Roman będzie miał znacznie szersze pole widzenia.

Będzie w stanie tworzyć obrazy w podczerwieni 200 razy większe niż Hubble, zapewniając jednocześnie ten sam bogaty poziom szczegółowości dzięki zwierciadłu o podobnej wielkości, o średnicy 2,4 metra.

Siriani powiedział, że chociaż będzie w stanie wytwarzać „cudowne” obrazy, do których jesteśmy przyzwyczajeni z Hubble’a i Webba, zasadniczo będzie to „teleskop przeznaczony do przeglądów”.

„Aby sprawdzić liczbę gwiazd w pobliskiej galaktyce, która jest zbyt duża dla pola widzenia Hubble’a, musimy zszyć i zrobić mozaiki z bardzo różnych ujęć. Metodą rzymską możemy zrobić zdjęcie całości” galaktyka w jednym ujęciu”.

Na przykład niedawno ułożona „mozaika” naszej sąsiedniej galaktyki Andromedy zawiera 400 pojedynczych zdjęć wykonanych przez Hubble’a. Roman będzie w stanie namalować ten sam duży obraz z tym samym poziomem szczegółowości, używając tylko dwóch obrazów. Te znacznie większe obrazy oznaczają zebranie bezprecedensowej ilości danych.

„Aby dać wam wyobrażenie, w ciągu 30 lat prowadzenia Hubble’a zebraliśmy około 170 terabajtów danych” – wyjaśnił Siriani. „W przypadku Webba spodziewamy się, że za pięć lat będziemy mieć 1000 terabajtów. W ciągu 5 lat życia Rzymian spodziewamy się 20 000 terabajtów”.

Ostatecznie zbierze dane o miliardach galaktyk, aby stworzyć „model 3D wszechświata”.

Odpowiadanie na kosmiczne zagadki

Dzięki temu panoramicznemu widokowi wszechświata NASA i jej partnerzy mają nadzieję odpowiedzieć na niektóre z największych pytań stojących przed astrofizyką.

Jednym z celów jest przetestowanie ogólnej teorii względności Alberta Einsteina, która jest dobrze sprawdzona na przykład w skali naszego Układu Słonecznego, ale w mniejszym stopniu w większych skalach kosmicznych.

Widzialna materia we wszechświecie powinna, zgodnie z teorią, spowalniać rozszerzanie się wszechświata, więc naukowcy przypisują prędkość rozszerzania się wszechświata tajemniczemu pierwiastkowi — ciemnej energii — który ich zdaniem stanowi około 68 procent wszechświata. .

Roman dostarczy nam danych, które mogą dokładnie zmierzyć położenie i odległość milionów galaktyk i pomogą nam zrozumieć tempo rozszerzania się Wszechświata w różnych regionach.

Ostatecznie wyniki powiedzą nam, czy teoria grawitacji Einsteina wymaga modyfikacji.

Liczba planet zewnętrznych

Kolejnym z głównych celów Romana jest odkrycie tysięcy nowych egzoplanet w naszej galaktyce przy użyciu techniki zwanej mikrosoczewkowaniem grawitacyjnym.

„Jeśli dwie gwiazdy ustawią się w jednej linii, gwiazda na pierwszym planie zniekształci i powiększy światło gwiazdy za nią. A jeśli gwiazda na pierwszym planie ma planetę, zobaczymy wpływ tej planety na światło gwiazda, która za tym stoi” – powiedział Siriani.

Dodał, że biorąc pod uwagę, że Roman będzie liczył miliardy gwiazd, zapewni to „bardzo dobrą statystykę liczby gwiazd, które miałyby egzoplanety”.

Nie tylko wykryje nowe egzoplanety, ale Roman będzie miał ze sobą drugi ważny instrument – ​​zwany koronografem – który ma na celu obrazowanie egzoplanet w pobliżu ich macierzystej gwiazdy. „To bardzo trudna technika, ponieważ światło gwiazd musi być stłumione – jest znacznie jaśniejsze niż obiekty, które chcesz badać, czyli pobliska planeta” – powiedział Siriani.

Korona rzymska spróbuje bezpośrednio uchwycić duże planety podobne do Jowisza i wprowadzić poprawki na żywo, aby poprawić jakość obrazu.

Będzie to narzędzie ilustracyjne – a jeśli okaże się skuteczne, stworzy podstawę dla technologii, która będzie wykorzystywana w przyszłych obserwatoriach kosmicznych, które będą próbowały obrazować planety podobne do Ziemi bezpośrednio w ekosferze ich gwiazdy macierzystej.

Wkład ESA w Roman

Europejska Agencja Kosmiczna wnosi do rumuńskiej misji trzy kluczowe elementy technologii w zamian za dostęp do danych i miejsce przy stole podczas misji.

Agencja kosmiczna zapewni „startrackery”, małe teleskopy na statku kosmicznym, które stale określają jego pozycję na niebie, śledząc gwiazdy. Następnie dostarczy baterie, które pomogą zasilić statek kosmiczny przed rozmieszczeniem paneli słonecznych.

Wreszcie, zapewni również pokładowe detektory koronografów.

Co więcej, tego lata rozpocznie się specjalna misja ESA, której celem jest zmierzenie rozszerzania się Wszechświata i ujawnienie więcej informacji na temat ciemnej energii.

Kosmiczny Teleskop Euclid będzie zbierał informacje, które następnie uzupełnią dane zebrane przez Romana.

Podobnie jak wkład ESA w misję Roman, NASA wnosi również niewielki wkład w misję Euclid.