El telescopio espacial Nancy Grace Roman de la NASA podrá explorar aún más preguntas cósmicas, gracias a un nuevo filtro de infrarrojo cercano. La actualización permitirá que el observatorio vea longitudes de onda de luz más largas, abriendo nuevas y emocionantes oportunidades para descubrimientos desde el borde de nuestro sistema solar hasta los confines más lejanos del espacio.

"Es increíble que podamos hacer un cambio tan impactante en la misión después de que todos los componentes primarios ya hayan pasado sus revisiones críticas de diseño, "dijo Julie McEnery, el científico principal del proyecto del Telescopio Espacial Romano en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. "Con el nuevo filtro, Podremos ver el rango infrarrojo completo que el telescopio es capaz de ver, así que estamos maximizando la ciencia que puede hacer Roman ".

Con el nuevo filtro, La cobertura de longitud de onda de Roman de luz visible e infrarroja abarcará de 0,5 a 2,3 micrones, un aumento del 20% sobre el diseño original de la misión. Este rango también permitirá una mayor colaboración con otros grandes observatorios de la NASA, cada uno tiene su propia forma de ver el cosmos. El telescopio espacial Hubble puede ver de 0,2 a 1,7 micrones, lo que le permite observar el universo en luz ultravioleta a infrarroja cercana. El telescopio espacial James Webb, lanzamiento en octubre, verá de 0,6 a 28 micrones, lo que le permite ver el infrarrojo cercano, infrarrojo medio, y una pequeña cantidad de luz visible. La gama mejorada de longitudes de onda de Roman, junto con su campo de visión mucho más amplio, revelará objetivos más interesantes para el seguimiento de Hubble y Webb para observaciones detalladas.

Ampliando las capacidades de Roman para incluir gran parte de la banda K del infrarrojo cercano, que se extiende de 2.0 a 2.4 micrones, nos ayudará a mirar más lejos a través del espacio, sondear más profundamente en regiones polvorientas, y ver más tipos de objetos. Los amplios estudios cósmicos de Roman revelarán innumerables cuerpos celestes y fenómenos que de otro modo serían difíciles o imposibles de encontrar.

"Un cambio aparentemente pequeño en el rango de longitud de onda tiene un efecto enorme, "dijo George Helou, director de IPAC en Caltech en Pasadena, California, y uno de los defensores de la modificación. "Roman verá cosas que son 100 veces más débiles de lo que pueden ver los mejores estudios terrestres de banda K debido a las ventajas del espacio para la astronomía infrarroja. Es imposible predecir todos los misterios que Roman ayudará a resolver usando este filtro".

Tesoros en nuestro patio trasero cósmico

Si bien la misión está optimizada para explorar la energía oscura y los exoplanetas, planetas más allá de nuestro sistema solar, su enorme campo de visión también capturará tesoros de otras maravillas cósmicas.

Roman sobresaldrá en la detección de la miríada de pequeños, cuerpos oscuros ubicados en las afueras de nuestro sistema solar, más allá de la órbita de Neptuno. Usando su visión mejorada, la misión ahora podrá buscar estos cuerpos en busca de hielo de agua.

Esta región, conocido como el cinturón de Kuiper, contiene los restos de un disco primordial de cuerpos helados que quedaron de la formación del sistema solar. Muchos de estos fósiles cósmicos prácticamente no han cambiado desde que se formaron hace miles de millones de años. Estudiarlos proporciona una ventana a los primeros días del sistema solar.

La mayoría de los habitantes originales del cinturón de Kuiper ya no están allí. Muchos fueron arrojados al espacio interestelar cuando el sistema solar tomó forma. Otros fueron finalmente enviados hacia el sistema solar interior, convirtiéndose en cometas. De vez en cuando, sus nuevos caminos cruzaban la órbita de la Tierra.

Los científicos creen que los impactos de cometas antiguos entregaron al menos parte del agua de la Tierra, pero no están seguros de cuánto. Un censo del hielo de agua en los cuerpos del sistema solar exterior podría ofrecer pistas valiosas.

Levantando velos de polvo

Aunque es un poco contradictorio, nuestra galaxia, la Vía Láctea, puede ser una de las más difíciles de estudiar. Cuando miramos a través del plano de la Vía Láctea, muchos objetos están ocultos a la vista por nubes de polvo y gas que flotan entre las estrellas.

El polvo se dispersa y absorbe la luz visible porque las partículas son del mismo tamaño o incluso más grandes que la longitud de onda de la luz. Dado que la luz infrarroja viaja en ondas más largas, puede pasar más fácilmente a través de nubes de polvo.

Ver el espacio en luz infrarroja permite a los astrónomos perforar regiones nebulosas, revelando cosas que no podrían ver de otra manera. Con el nuevo filtro de Roman, El observatorio ahora podrá mirar a través de las nubes de polvo hasta tres veces más gruesas de lo que podría como se diseñó originalmente. lo que nos ayudará a estudiar la estructura de la Vía Láctea.

La misión detectará estrellas que se encuentran dentro y más allá del eje central de nuestra galaxia, que está densamente lleno de estrellas y escombros. Al estimar qué tan lejos están las estrellas, los científicos podrán reconstruir una imagen mejor de nuestra galaxia natal.

La visión ampliada de Roman también nos ayudará a aprender aún más sobre las enanas marrones, objetos que no son lo suficientemente masivos para experimentar una fusión nuclear en sus núcleos como estrellas. La misión encontrará estas "estrellas fallidas" cerca del corazón de la galaxia, donde eventos catastróficos como supernovas ocurren con más frecuencia.

Los astrónomos creen que esta ubicación puede afectar la forma en que se forman las estrellas y los planetas, ya que las estrellas en explosión sembran su entorno con nuevos elementos cuando mueren. Usando el nuevo filtro, la misión podrá caracterizar a las enanas marrones probando su composición. Esto podría ayudarnos a identificar las diferencias entre los objetos cercanos al corazón de la galaxia y los de los brazos espirales.

Mirando a través de la extensión del espacio

Si queremos ver los objetos más lejanos del espacio, necesitamos un telescopio infrarrojo. A medida que la luz viaja a través del universo en expansión, se extiende en longitudes de onda más largas. Cuanto más viaje antes de llegar a nosotros, cuanto más extendidas se vuelven sus longitudes de onda. La luz ultravioleta se extiende a longitudes de onda de luz visible, y luego la luz visible se extiende al infrarrojo.

Al extender la vista de Roman aún más en el infrarrojo, la misión podrá ver cuando el universo tenía menos de 300 millones de años, o alrededor del 2% de su edad actual de 13,8 mil millones de años. Explorar regiones tan distantes del espacio podría ayudarnos a comprender cuándo comenzaron a formarse las estrellas y las galaxias.

El origen de las galaxias sigue siendo un misterio porque los primeros objetos que se formaron son extremadamente débiles y se esparcen escasamente por el cielo. El nuevo filtro de Roman, junto con el amplio campo de visión del telescopio y su cámara sensible, podría ayudarnos a encontrar suficientes galaxias de primera generación para comprender la población en su conjunto. Luego, los astrónomos pueden seleccionar objetivos principales para misiones como el telescopio espacial James Webb para hacer zoom y obtener observaciones de seguimiento más detalladas.

El nuevo filtro también podría proporcionar otra forma de precisar la constante de Hubble, un número que describe la rapidez con la que se expande el universo. Recientemente ha provocado un debate entre los astrónomos porque han surgido diferentes resultados de diferentes mediciones.

Los astrónomos a menudo usan un cierto tipo de estrellas llamadas variables cefeidas para ayudar a determinar la tasa de expansión. Estas estrellas brillan y se oscurecen periódicamente, ya principios de la década de 1900, la astrónoma estadounidense Henrietta Leavitt notó una relación entre la luminosidad de una cefeida, es decir, su brillo intrínseco promedio y la duración del ciclo.

Cuando los astrónomos detectan cefeidas en galaxias remotas, pueden determinar distancias precisas comparando el real, brillo intrínseco de las estrellas a su brillo aparente de la Tierra. Luego, los astrónomos pueden medir qué tan rápido se expande el universo al ver qué tan rápido se alejan las galaxias a diferentes distancias.

Otro tipo de estrella llamadas variables RR Lyrae, tienen una relación similar entre su brillo real y la cantidad de tiempo que se tarda en iluminar, oscuro, y volver a iluminar. Son más débiles que las cefeidas y su relación período-luminosidad no se puede determinar fácilmente en la mayoría de las longitudes de onda de la luz, pero Roman podrá estudiarlos usando su nuevo filtro. La observación de estrellas RR Lyrae y Cefeidas en luz infrarroja para determinar las distancias a otras galaxias puede ayudar a aclarar las discrepancias recientemente reveladas en nuestras mediciones de la tasa de expansión del universo.

"Mejorar la visión de Roman aún más en el infrarrojo proporciona a los astrónomos una nueva y poderosa herramienta para explorar nuestro universo, ", dijo McEnery." Con el nuevo filtro haremos descubrimientos en una vasta área, desde galaxias distantes hasta nuestro vecindario local ".