Nancy Grace Roman: Το διαστημικό τηλεσκόπιο που ετοιμάζεται να αποκαλύψει τα μυστικά του Γαλαξία μας

Ο Γαλαξίας μας, ο Milky Way, είναι ένα εντυπωσιακό σπίτι για περισσότερα από 100 δισεκατομμύρια άστρα. Ωστόσο, ανάμεσά τους δεν υπάρχει κενό, αλλά απλώνονται αχανείς εκτάσεις αερίων και σκόνης που αποτελούν τα θεμέλια νέων άστρων, αλλά και τα απομεινάρια όσων έχουν ήδη σβήσει. Αυτή η μυστηριώδης «ενδογαλαξιακή ύλη» είναι το επίκεντρο της αποστολής του Nancy Grace Roman Space Telescope, του νέου διαστημικού οργάνου της NASA που αναμένεται να προσφέρει την πληρέστερη εικόνα που είχαμε ποτέ για τη δομή του Γαλαξία μας.

Μία από τις βασικές επιστημονικές αποστολές του Roman θα είναι η Galactic Plane Survey. Μέσω αυτής, οι αστρονόμοι θα χαρτογραφήσουν περίπου 20 δισεκατομμύρια άστρα – τέσσερις φορές περισσότερα από όσα έχουμε καταγράψει μέχρι σήμερα. Η λεπτομερής μελέτη του φωτός τους θα αποκαλύψει όχι μόνο τη θέση και τα χαρακτηριστικά τους, αλλά και τα μυστικά της σκόνης που διασκορπίζεται ανάμεσά τους, δημιουργώντας μια τρισδιάστατη εικόνα του Milky Way.

Η δυσκολία που αντιμετωπίζουν οι επιστήμονες μέχρι σήμερα είναι ότι οι τεράστιες εκτάσεις σκόνης λειτουργούν σαν πυκνή ομίχλη, που κρύβει σημαντικές λεπτομέρειες στην απέναντι πλευρά του Γαλαξία. Για να ξεπεραστεί αυτό το εμπόδιο, το Roman θα χρησιμοποιήσει ειδικές κάμερες και φίλτρα για να παρατηρεί στο υπέρυθρο φάσμα του φωτός. Το υπέρυθρο έχει μεγαλύτερο μήκος κύματος από το ορατό, γεγονός που του επιτρέπει να διαπερνά ευκολότερα τα σύννεφα σκόνης. Έτσι, το τηλεσκόπιο θα μπορεί να κοιτάξει «πίσω από την κουρτίνα», αποκαλύπτοντας περιοχές που μέχρι τώρα παρέμεναν αόρατες.

Η μελέτη αυτή δεν περιορίζεται σε μια απλή χαρτογράφηση. Συγκρίνοντας τις αλλαγές στο φως των άστρων με τα πραγματικά τους χαρακτηριστικά, οι αστρονόμοι θα μπορούν να εντοπίζουν πόσο ακριβώς επηρεάζεται το φως από τη σκόνη. Όπως εξηγεί ο Brandon Hensley από το Jet Propulsion Laboratory, αυτό θα δώσει πολύτιμες πληροφορίες για το μέγεθος και τη σύσταση των κόκκων σκόνης. Παράλληλα, θα προσφέρει στοιχεία για τις διαδικασίες που αλλάζουν τις ιδιότητές της με την πάροδο του χρόνου.

Τα δεδομένα που θα συλλεχθούν θα επιτρέψουν τη δημιουργία τρισδιάστατων χαρτών σκόνης. Αυτοί οι χάρτες θα βοηθήσουν τους ερευνητές να κατασκευάσουν ένα ρεαλιστικό μοντέλο του Γαλαξία μας, που θα μοιάζει με το πώς τον βλέπουμε από το εξωτερικό. Έτσι, θα είναι δυνατή μια πιο ουσιαστική σύγκριση με άλλους γαλαξίες, τοποθετώντας τον Milky Way σε ένα ευρύτερο κοσμολογικό πλαίσιο.

Πέρα όμως από την επιστημονική πρόκληση, η μελέτη της σκόνης αγγίζει και βαθύτερα ερωτήματα για την προέλευση μας. Η σκόνη λειτουργεί σαν πρώιμο δομικό υλικό για πλανήτες και αστέρια. Μοριακά νέφη που σχηματίζονται μέσα σε αυτήν μπορούν να καταρρεύσουν βαρύτητας και να γεννήσουν νέα αστρικά συστήματα. Από αυτά τα υλικά δημιουργήθηκε και η Γη, όπως τονίζει ο Josh Peek από το Space Telescope Science Institute, θυμίζοντας ότι «πατάμε πάνω σε έναν τεράστιο κόκκο σκόνης που προήλθε από αμέτρητους μικρότερους».

Το Roman θα δώσει επίσης νέες πληροφορίες για τις περιοχές έντονης αστρογένεσης, τα λεγόμενα «αστρικά εργοστάσια», που είχαν εντοπιστεί παλαιότερα με αποστολές όπως το Spitzer. Με την καταγραφή νεαρών σμηνών άστρων και την αντιστοίχισή τους με τη δομή της ενδογαλαξιακής ύλης, οι επιστήμονες θα κατανοήσουν καλύτερα πώς ο Γαλαξίας μας συνεχίζει να δημιουργεί νέα αστέρια.

Η αποστολή θα προσφέρει απαντήσεις και σε ένα άλλο μεγάλο μυστήριο: τη φύση της σπειροειδούς δομής του Milky Way. Αυτά τα χαρακτηριστικά «μοτίβα» μοιάζουν με κοσμικά μποτιλιαρίσματα, όπου συσσωρεύονται άστρα, αέρια και σκόνη. Ωστόσο, παραμένει αβέβαιο αν αυτά τα «κοσμικά μποτιλιαρίσματα» προκαλούν τη γέννηση άστρων ή απλώς συγκεντρώνουν υλικά. Με τη βοήθεια των δεδομένων του Roman, οι αστρονόμοι θα μπορέσουν να συγκρίνουν διαφορετικά περιβάλλοντα μέσα στον Γαλαξία, εξετάζοντας πώς ξεκινά η αστρογένεση στις σπειροειδείς δομές ή στη κεντρική ράβδο του Milky Way.

Η Galactic Plane Survey βρίσκεται ήδη στο στάδιο τελικού σχεδιασμού και τα δεδομένα που θα προκύψουν θα είναι διαθέσιμα δημόσια μέσα από το Roman Research Nexus και το αρχείο Barbara A. Mikulski, ώστε να αξιοποιηθούν από ερευνητές αλλά και μελλοντικές γενιές. Όπως τονίζει ο Peek, «οι άνθρωποι που δεν έχουν καν γεννηθεί ακόμη θα μπορούν να κάνουν εκπληκτικές αναλύσεις με αυτά τα δεδομένα».

Η εκτόξευση του Nancy Grace Roman Space Telescope έχει προγραμματιστεί το αργότερο για τον Μάιο του 2027, με πιθανότητα να γίνει νωρίτερα, το φθινόπωρο του 2026. Η αποστολή συντονίζεται από το Goddard Space Flight Center της NASA, με τη συμμετοχή του Jet Propulsion Laboratory, του Caltech και του Space Telescope Science Institute, ενώ στον σχεδιασμό εμπλέκονται ερευνητές από διάφορα ιδρύματα.

[via]