NASA осуществило запуск космического телескопа имени Нэнси Грейс Роман, пополнив орбитальную группировку обсерваторий новой установкой с широким полем зрения, которая ориентирована на решение фундаментальных вопросов астрономии. Аппарат займется составлением карт миллиардов звезд и галактик, поиском примерно 100 000 экзопланет, а также сбором данных, способных помочь исследователям глубже понять роль темной энергии и темной материи в развитии Вселенной.
Главным преимуществом нового устройства выступает не столько разрешение само по себе, сколько площадь участка неба, которую прибор способен охватить за одно наблюдение. Телескоп оснащен главным зеркалом диаметром 2,4 метра, что соответствует размеру зеркала космического телескопа Hubble. Однако инструмент Wide Field Instrument спроектирован для принципиально иных задач. Камера на 300 мегапикселей использует 18 детекторов для получения значительно более широкого изображения, обеспечивая аппарату поле зрения по меньшей мере в 100 раз большее, чем у Hubble, что позволяет сканировать небо вплоть до 1000 раз быстрее.
Технические характеристики и возможности новой обсерватории
Масштаб получаемых данных делает космический аппарат не просто инструментом для точечного наблюдения за выбранными объектами, а полноценной платформой для сбора массивов информации. Одиночный снимок телескопа в полном разрешении потребовал бы более 500 000 экранов телевизоров высокой четкости для отображения. Кадры охватывают около 0.28 квадратного градуса неба за раз, что превышает видимую площадь полной Луны. Обсерватория ведет наблюдения в диапазоне от видимых длин волн до ближнего инфракрасного спектра, позволяя заглядывать сквозь пылевые облака и обнаруживать удаленные галактики со смещением спектра.
В состав системы входят восемь фильтров для формирования изображений, а также призма и дифракционная решетка для бесщелевой спектроскопии. Эти компоненты дают возможность собирать спектральные сведения на обширных участках неба. Научная программа аппарата в первую очередь сосредоточена на изучении ускоренного расширения Вселенной. Темная энергия представляет собой название неизвестного феномена, связанного с этим ускорением, однако физическая природа явления остается нераскрытой. Дополнительно телескоп поможет исследователям составить карту распределения материи во Вселенной.
Поиск экзопланет и технологические демонстрации
Экзопланеты составляют еще одно важное направление миссии. Обсерватория задействует метод гравитационного микролинзирования, возникающего, когда гравитация расположенной на переднем плане звезды и иногда ее планеты временно увеличивает свет более удаленного фонового объекта. Такой подход позволяет выявлять планеты, которые не проходят перед дисками своих светил с точки зрения земного наблюдателя, включая более холодные и удаленные миры, труднодоступные для транзитных поисковых систем. На текущий момент открыто свыше 6000 экзопланет, но от новой миссии ожидают получения более масштабной переписи планетных систем в Млечном Пути.
Кроме того, аппарат включает в себя коронограф, хотя он не является главной системой обсерватории. Этот инструмент представляет собой технологическую демонстрацию, использующую оптические маски и деформируемые зеркала для блокирования света звезд. Он протестирует способность телескопа напрямую фиксировать изображения экзопланет и пылевых дисков, которые в миллиарды раз тусклее своих звезд. Глава астрофизического подразделения NASA Шон Домагал-Голдман на июльской пресс-конференции отметил, что при запуске аппарат сможет выполнять задачи, которые в настоящее время кажутся невозможными.
Новый телескоп назван в честь Нэнси Грейс Роман, первой женщины-астронома и руководителя астрономических программ NASA, стоявшей у истоков создания орбитальных обсерваторий, свободных от искажений земной атмосферы. Эта работа привела к появлению телескопов Hubble, Compton, Chandra и Spitzer, а более поздние миссии Kepler и James Webb расширили поиски экзопланет и позволили заглянуть в глубокую древность Вселенной. Новый аппарат возьмет на себя иные задачи по сравнению с Webb, который ориентирован на высокочувствительные наблюдения конкретных целей. Широкие обзоры аппарата Roman предоставят ученым массивные массивы данных для выявления приоритетных целей, которые затем будут детально изучать с помощью других обсерваторий.
Технические детали и научный контекст миссии
Измерения скорости расширения Вселенной, полученные с помощью различных методов, различаются примерно на 9%. Подобное расхождение породило серьезные вопросы о том, является ли стандартная космологическая модель неполной. Хотя темная материя до сих пор не была обнаружена напрямую, ученые могут фиксировать ее гравитационные эффекты по движению галактик и тому, как ее масса искривляет свет от удаленных объектов. Масштабные обзоры телескопа призваны предоставить исследователям значительно более детальное представление об этой структуре.
Метод гравитационного микролинзирования дает возможность находить холодные и удаленные миры, которые трудно обнаружить с помощью транзитных поисковых систем. Ожидается, что собранные данные помогут специалистам лучше понять, насколько часто встречаются планеты у разных типов звезд и на различных орбитальных расстояниях в Млечном Пути.
В ходе июльской пресс-конференции Шон Домагал-Голдман подчеркнул, что в ряде аспектов астрономическая цель, которую аппарат преследует и которую он спроектирован изучать, — это сама Вселенная. Нэнси Грейс Роман вошла в историю как первая женщина-главный астроном NASA, внесшая решающий вклад в формирование программы космической астрономии и ранние инвестиции в орбитальные обсерватории, преодолевающие ограничения земной атмосферы.
Руководитель научной команды миссии Джули МакЭнери отметила, что обсерватория обладает принципиально новыми возможностями, которые откроют совершенно неизведанные пространства для будущих открытий. Телескоп органично дополнит работу James Webb: обзорные кампании Roman сформируют гигантские наборы данных и помогут выделить приоритетные цели, детальным изучением которых займутся другие научные инструменты.
