Quando for lançado em meados da década de 2020, O Telescópio Espacial Nancy Grace Roman da NASA criará enormes imagens panorâmicas do espaço com detalhes sem precedentes. O amplo campo de visão da missão permitirá que os cientistas realizem amplas pesquisas cósmicas, produzindo uma grande quantidade de novas informações sobre o universo.

O sistema terrestre da missão romana, que tornará os dados da espaçonave disponíveis aos cientistas e ao público, acaba de concluir com sucesso sua revisão preliminar do projeto. O plano de operações científicas atendeu a todo o projeto, cronograma, e requisitos de orçamento, e agora passará para a próxima fase:construir o sistema de dados recém-projetado.

"Este é um marco emocionante para a missão, "disse Ken Carpenter, o cientista romano do projeto do sistema terrestre no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. "Estamos no caminho certo para concluir o sistema de dados a tempo do lançamento, e estamos ansiosos para a ciência inovadora que isso possibilitará. "

Roman terá a mesma resolução do Telescópio Espacial Hubble, mas capturará um campo de visão quase 100 vezes maior. Os cientistas esperam que a espaçonave colete mais dados do que qualquer uma das outras missões astrofísicas da NASA.

Usando as observações de Hubble, astrônomos revolucionaram nossa visão do universo e desencadearam uma enxurrada de descobertas. O Hubble reuniu 172 terabytes de dados desde seu lançamento em 1990. Se todos esses dados fossem impressos como texto e as páginas fossem colocadas umas sobre as outras, a pilha chegaria a cerca de 5, 000 milhas (8, 000 quilômetros) de altura. É longe o suficiente para chegar a cerca de 15 vezes mais alto do que a órbita do Hubble, ou cerca de 2% da distância até a lua.

Roman irá coletar dados cerca de 500 vezes mais rápido que o Hubble, somando até 20, 000 terabytes (20 petabytes) ao longo de sua missão principal de cinco anos. Se esses dados foram impressos, a pilha de papéis chegaria a 330 milhas (530 quilômetros) de altura após um único dia. Ao final da missão principal de Roman, a pilha se estenderia bem além da lua. Tesouros cósmicos incontáveis ​​serão trazidos à luz pelas ricas observações de Roman.

Um volume tão vasto de informações exigirá que a NASA conte com novas técnicas de processamento e arquivamento. Os cientistas acessarão e analisarão os dados de Roman usando serviços remotos baseados em nuvem e ferramentas mais sofisticadas do que as usadas em missões anteriores.

Todos os dados de Roman estarão disponíveis publicamente alguns dias após as observações - uma primeira vez para uma missão carro-chefe da astrofísica da NASA. Isso é significativo porque as imagens colossais de Roman geralmente contêm muito mais do que o alvo principal de observação.

Uma vez que cientistas de todos os lugares terão acesso rápido aos dados, eles serão capazes de descobrir rapidamente fenômenos de curta duração, como explosões de supernova. Detectar esses fenômenos rapidamente permitirá que outros telescópios façam observações de acompanhamento.

Localizando planetas

Uma das áreas da ciência que se beneficiará com os vastos dados da missão é a pesquisa de microlentes. A lente gravitacional é um efeito observacional que ocorre porque a presença de massa deforma a estrutura do espaço-tempo. O efeito é extremo em torno de objetos muito grandes, como buracos negros e galáxias inteiras. Mas mesmo objetos relativamente pequenos, como estrelas e planetas, causam um grau detectável de deformação, chamado microlente.

Sempre que duas estrelas se alinham de nosso ponto de vista, a luz da estrela mais distante se curva à medida que viaja pelo espaço-tempo deformado em torno da estrela mais próxima. A estrela mais próxima atua como uma lente cósmica natural, focalizando e intensificando a luz da estrela de fundo.

Os cientistas veem isso como um aumento no brilho. Os planetas orbitando a estrela do primeiro plano também podem modificar a luz da lente, atuando como suas próprias lentes minúsculas. Essas pequenas assinaturas orientam o design da pesquisa de microlente de Roman.

"Com um número tão grande de estrelas e observações frequentes, A pesquisa de microlente de Roman verá milhares de eventos planetários, "disse Rachel Akeson, chefe de tarefa para o Roman Science Support Center no IPAC / Caltech em Pasadena, Califórnia. "Cada um terá uma assinatura única que podemos usar para determinar a massa do planeta e a distância de sua estrela."

A pesquisa de microlente de Roman também detectará centenas de outros objetos cósmicos bizarros e interessantes. Roman descobrirá planetas sem estrelas que vagam pela galáxia como mundos rebeldes; anãs marrons, que são muito massivos para serem caracterizados como planetas, mas não são massivos o suficiente para se inflamarem como estrelas; e cadáveres estelares, incluindo estrelas de nêutrons e buracos negros, que são deixados para trás quando as estrelas esgotam seu combustível.

Os eventos de microlente são extremamente raros e requerem extensas observações. Roman irá monitorar centenas de milhões de estrelas a cada 15 minutos durante meses seguidos - algo que nenhum outro telescópio espacial pode fazer, gerando um fluxo sem precedentes de novas informações.

Olhando para além da nossa galáxia

Enquanto a pesquisa de microlentes vai olhar para o coração de nossa galáxia, onde as estrelas estão mais densamente concentradas, As pesquisas cosmológicas de Roman irão perscrutar muito além de nossas estrelas para estudar centenas de milhões de outras galáxias. Essas observações ajudarão a iluminar dois dos maiores quebra-cabeças cósmicos:matéria escura e energia escura.

A matéria visível representa apenas cerca de cinco por cento do conteúdo do universo. Quase 27 por cento do universo vem na forma de matéria escura, que não emite ou absorve luz. A matéria escura só é detectável por meio de seus efeitos gravitacionais na matéria visível.

Roman nos ajudará a descobrir de que é feita a matéria escura, explorando a estrutura e a distribuição da matéria regular e da matéria escura no espaço e no tempo. Esta investigação só pode ser feita de forma eficaz usando medições precisas de muitas galáxias.

O restante, aproximadamente, 68% do universo é composto de energia escura. Esta misteriosa pressão cósmica está fazendo com que a expansão do universo se acelere, mas até agora não sabemos muito mais sobre isso.

Roman estudará a energia escura por meio de múltiplas estratégias de observação, incluindo pesquisas de aglomerados de galáxias e supernovas. Os cientistas criarão um mapa 3-D do universo para nos ajudar a entender como o universo cresceu ao longo do tempo sob a influência da energia escura.

Visto que Roman terá um grande campo de visão, isso reduzirá drasticamente a quantidade de tempo necessária para coletar dados. O Cosmic Assembly Near-infrared Deep Extragalactic Survey (CANDELS) é um dos maiores projetos já feitos com o Hubble, projetado para estudar o desenvolvimento das galáxias ao longo do tempo. Embora o Hubble tenha levado quase 21 dias, Roman completaria uma pesquisa semelhante em menos de meia hora — 1, 000 vezes mais rápido que o Hubble. Usando Roman, os cientistas serão capazes de estender essas observações de maneiras que seriam impraticáveis ​​com outros telescópios.

"Com suas velocidades de pesquisa incrivelmente rápidas, Roman vai observar planetas aos milhares, galáxias aos milhões, e estrelas aos bilhões, "disse Karoline Gilbert, cientista missionário do Roman Science Operations Center do Space Telescope Science Institute em Baltimore. "Esses vastos conjuntos de dados nos permitirão abordar os mistérios cósmicos que sugerem uma nova física fundamental."