Cuando se lance a mediados de la década de 2020, El telescopio espacial Nancy Grace Roman de la NASA creará enormes imágenes panorámicas del espacio con un detalle sin precedentes. El amplio campo de visión de la misión permitirá a los científicos realizar amplios estudios cósmicos, produciendo una gran cantidad de nueva información sobre el universo.

El sistema terrestre de la misión romana, que hará que los datos de la nave espacial estén disponibles para los científicos y el público, acaba de completar con éxito su revisión de diseño preliminar. El plan de operaciones científicas ha cumplido con todo el diseño, calendario, y requisitos presupuestarios, y ahora pasará a la siguiente fase:construir el sistema de datos recientemente diseñado.

"Este es un hito emocionante para la misión, "dijo Ken Carpenter, el científico del proyecto del sistema terrestre romano en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. "Estamos en camino de completar el sistema de datos a tiempo para su lanzamiento, y esperamos la ciencia innovadora que permitirá ".

Roman tendrá la misma resolución que el telescopio espacial Hubble, pero capturará un campo de visión casi 100 veces mayor. Los científicos esperan que la nave espacial recopile más datos que cualquiera de las otras misiones astrofísicas de la NASA.

Usando las observaciones de Hubble, los astrónomos han revolucionado nuestra visión del universo y han desatado una avalancha de descubrimientos. Hubble ha recopilado 172 terabytes de datos desde su lanzamiento en 1990. Si todos estos datos se imprimieran como texto y las páginas se colocaran una encima de la otra, la pila alcanzaría alrededor de 5, 000 millas (8, 000 kilómetros) de altura. Eso es lo suficientemente lejos como para alcanzar unas 15 veces más alto que la órbita del Hubble, o alrededor del 2% de la distancia a la Luna.

Roman recopilará datos unas 500 veces más rápido que Hubble, sumando hasta 20, 000 terabytes (20 petabytes) en el transcurso de su misión principal de cinco años. Si estos datos se imprimieron, la pila de papeles se elevaría a 330 millas (530 kilómetros) de altura después de un solo día. Al final de la misión principal de Roman, la pila se extendería mucho más allá de la Luna. Los tesoros cósmicos incalculables saldrán a la luz gracias a las ricas observaciones de Roman.

Un volumen tan vasto de información requerirá que la NASA confíe en nuevas técnicas de procesamiento y archivo. Los científicos accederán y analizarán los datos de Roman utilizando servicios remotos basados ​​en la nube y herramientas más sofisticadas que las utilizadas por misiones anteriores.

Todos los datos de Roman estarán disponibles públicamente a los pocos días de las observaciones, una novedad para una misión insignia de astrofísica de la NASA. Esto es significativo porque las colosales imágenes de Roman a menudo contienen mucho más que el objetivo principal de observación.

Dado que los científicos de todo el mundo tendrán acceso rápido a los datos, podrán descubrir rápidamente fenómenos de corta duración, como explosiones de supernovas. La detección rápida de estos fenómenos permitirá que otros telescopios realicen observaciones de seguimiento.

Localización de planetas

Una de las áreas científicas que se beneficiará de la gran cantidad de datos de la misión es la encuesta de microlentes. La lente gravitacional es un efecto de observación que se produce porque la presencia de masa deforma el tejido del espacio-tiempo. El efecto es extremo alrededor de objetos muy masivos, como agujeros negros y galaxias enteras. Pero incluso los objetos relativamente pequeños como estrellas y planetas causan un grado detectable de deformación, llamado microlente.

Cada vez que dos estrellas se alinean estrechamente desde nuestro punto de vista, la luz de las estrellas más distantes se curva a medida que viaja a través del espacio-tiempo deformado alrededor de la estrella más cercana. La estrella más cercana actúa como una lente cósmica natural, enfocando e intensificando la luz de la estrella de fondo.

Los científicos ven esto como un aumento en el brillo. Los planetas que orbitan alrededor de la estrella en primer plano también pueden modificar la luz con lentes, actuando como sus propios lentes diminutos. Estas pequeñas firmas impulsan el diseño del estudio de microlentes de Roman.

"Con una cantidad tan grande de estrellas y observaciones frecuentes, El estudio de microlentes de Roman verá miles de eventos planetarios, "dijo Rachel Akeson, líder de tareas para el Centro de Apoyo a la Ciencia Romana en IPAC / Caltech en Pasadena, California. "Cada uno tendrá una firma única que podemos utilizar para determinar la masa del planeta y la distancia de su estrella".

El estudio de microlentes de Roman también detectará cientos de otros objetos cósmicos extraños e interesantes. Roman descubrirá planetas sin estrellas que deambulan por la galaxia como mundos rebeldes; enanas marrones, que son demasiado masivos para ser caracterizados como planetas, pero no lo suficientemente masivos para encenderse como estrellas; y cadáveres estelares, incluyendo estrellas de neutrones y agujeros negros, que quedan atrás cuando las estrellas agotan su combustible.

Los eventos de microlentes son extremadamente raros y requieren observaciones extensas. Roman monitoreará cientos de millones de estrellas cada 15 minutos durante meses, algo que ningún otro telescopio espacial puede hacer. generando un flujo de nueva información sin precedentes.

Mirando más allá de nuestra galaxia

Mientras que el estudio de microlentes mirará hacia el corazón de nuestra galaxia, donde las estrellas están más densamente concentradas, Los estudios cosmológicos de Roman mirarán mucho más allá de nuestras estrellas para estudiar cientos de millones de otras galaxias. Estas observaciones ayudarán a iluminar dos de los mayores acertijos cósmicos:la materia oscura y la energía oscura.

La materia visible representa solo alrededor del cinco por ciento del contenido del universo. Casi el 27 por ciento del universo se presenta en forma de materia oscura, que no emite ni absorbe luz. La materia oscura solo es detectable a través de sus efectos gravitacionales sobre la materia visible.

Roman nos ayudará a descubrir de qué está hecha la materia oscura al explorar la estructura y distribución de la materia regular y la materia oscura en el espacio y el tiempo. Esta investigación solo se puede realizar de forma eficaz utilizando medidas precisas de muchas galaxias.

Aproximadamente el 68 por ciento restante del universo está formado por energía oscura. Esta misteriosa presión cósmica está provocando que la expansión del universo se acelere, pero hasta ahora no sabemos mucho más al respecto.

Roman estudiará la energía oscura a través de múltiples estrategias de observación, incluyendo estudios de cúmulos de galaxias y supernovas. Los científicos crearán un mapa tridimensional del universo para ayudarnos a comprender cómo creció el universo con el tiempo bajo la influencia de la energía oscura.

Dado que Roman tendrá un campo de visión tan amplio, reducirá drásticamente la cantidad de tiempo necesario para recopilar datos. El estudio extragaláctico profundo del infrarrojo cercano de Cosmic Assembly (CANDELS) es uno de los proyectos más grandes jamás realizados con Hubble, diseñado para estudiar el desarrollo de las galaxias a lo largo del tiempo. Si bien el Hubble tardó casi 21 días, Roman completaría una encuesta similar en menos de media hora:1, 000 veces más rápido que el Hubble. Usando Roman, los científicos podrán ampliar estas observaciones de formas que no serían prácticas con otros telescopios.

"Con sus velocidades de levantamiento increíblemente rápidas, Roman observará planetas por miles, galaxias por millones, y estrellas por miles de millones, "dijo Karoline Gilbert, científico de la misión del Centro de Operaciones de Ciencias Romanas en el Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial en Baltimore. "Estos vastos conjuntos de datos nos permitirán abordar los misterios cósmicos que apuntan a una nueva física fundamental".