Naukowcy będą badać pobliskie galaktyki, aby poznać historię powstawania galaktyk i ciemną materię.
Wszechświat może wydawać się statyczny, można go uchwycić jedynie w nieruchomych klatkach, ale jest to dalekie od prawdy. W rzeczywistości ulega ciągłym zmianom, tyle że nie w skali czasowej wyraźnie widocznej dla ludzi. NASAnadchodzi Rzymski Teleskop Kosmiczny wypełni tę lukę w czasie, otwierając drogę do dynamicznego wszechświata.
RINGS, rzymskie badanie bliskich galaktyk w podczerwieni, w szczególności odkryje dynamiczny wszechświat, przeszukując galaktyki w poszukiwaniu skamieniałości z historii ich powstawania. RINGS poprowadzą także naukowców do wskazówek na temat prawdziwej natury ciemnej materii, tajemniczej substancji, która stanowi większość masy naszego wszechświata.
Roman wystartuje w 2027 r. i będzie przygotowany na zrewolucjonizowanie sposobu, w jaki naukowcy rozumieją nasz wszechświat i umożliwienie im dostępu do wizji wszechświata takim, jakim jest naprawdę: zmieniającym się.
Rzymski Teleskop Kosmiczny NASA zbada skamieniałości galaktyczne
Wszechświat to dynamiczne, ciągle zmieniające się miejsce, w którym galaktyki tańczą, łączą się ze sobą i zmieniają swój wygląd. Niestety, ponieważ zmiany te zajmują miliony lub miliardy lat, teleskopy mogą dostarczyć jedynie migawki wciśnięte w okres życia człowieka.
Jednak galaktyki pozostawiają po sobie wskazówki dotyczące swojej historii i tego, jak powstały. Nadchodzący rzymski teleskop kosmiczny Nancy Grace należący do NASA będzie w stanie szukać tych skamieniałości procesów formowania się galaktyk za pomocą obrazowania galaktyk w pobliskim wszechświecie w wysokiej rozdzielczości.
Astronomowie, dzięki grantowi NASA, projektują zestaw możliwych obserwacji o nazwie RINGS (Rings (Rings) (Rings, Roman Infrared Nearby Galaxies Survey), które umożliwią zebranie tych niezwykłych obrazów, a zespół tworzy publicznie dostępne narzędzia, z których społeczność astronomiczna będzie mogła korzystać po wystrzeleniu i zaczyna zbierać dane. Badanie RINGS to wstępna koncepcja, która może zostać wdrożona podczas misji naukowej Romana lub nie.
Roman jest wyjątkowo przygotowany na RINGS ze względu na rozdzielczość zbliżoną do NASA Kosmiczny Teleskop Hubble’a oraz szerokie pole widzenia – 200 razy większe niż Hubble w podczerwieni – co czyni go teleskopem do przeglądów nieba, który uzupełnia możliwości Hubble’a w wąskim polu widzenia.
Galaktyczni Archeolodzy
Naukowcy mogą jedynie przyglądać się krótkim przypadkom życia ewoluujących galaktyk, które ostatecznie prowadzą do w pełni uformowanych galaktyk wokół nas. W rezultacie śledzenie powstawania galaktyk może być trudne.
Na szczęście galaktyki pozostawiają po sobie ślady swojej ewolucji w swoich strukturach gwiezdnych, prawie tak jak organizmy na Ziemi mogą pozostawić ślady w skale. Te galaktyczne „skamieniałości” to grupy starożytnych gwiazd, które przechowują historię powstawania i ewolucji galaktyki, w tym skład chemiczny galaktyki, kiedy powstawały te gwiazdy.
Takie kosmiczne skamieniałości są szczególnie interesujące dla Robyn Sanderson, zastępcy głównego badacza RINGS w Uniwersytecie im Uniwersytet Pensylwanii w Filadelfii. Opisuje proces analizowania struktur gwiazdowych w galaktykach jako „przypominający przechodzenie przez wykopaliska i próbę uporządkowania kości i złożenia ich z powrotem”.
Wysoka rozdzielczość Romana umożliwi naukowcom wyłapywanie tych galaktycznych skamieniałości przy użyciu struktur sięgających od długich ogonów pływowych na obrzeżach galaktyki po strumienie gwiazdowe w galaktyce. Te wielkoskalowe struktury, które Roman ma wyjątkową zdolność uchwycenia, mogą dostarczyć wskazówek na temat historii łączenia się galaktyk. Celem, mówi Sanderson, jest „ponowne złożenie tych skamieniałości, aby cofnąć się w czasie i zrozumieć, jak powstały te galaktyki”.
Zgłębianie tajemnic ciemnej materii
RINGS umożliwi także dalsze badania jednej z najbardziej tajemniczych substancji we wszechświecie: ciemnej materii, niewidzialnej formy materii, która stanowi większość masy galaktyki. Szczególnie przydatną klasą obiektów do testowania teorii ciemnej materii są ultrasłabe galaktyki karłowate. Według Raja GuhaThakurta z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Cruz: „Bardzo słabe galaktyki karłowate są tak zdominowane przez ciemną materię, że mają bardzo mało normalnej materii potrzebnej do powstawania gwiazd. Przy tak małej liczbie gwiazd, ultrasłabe galaktyki można w zasadzie postrzegać jako czyste plamy ciemnej materii, które można badać.”
Roman, dzięki dużemu polu widzenia i wysokiej rozdzielczości, będzie obserwował te ultrasłabe galaktyki, aby pomóc w przetestowaniu wielu teorii dotyczących ciemnej materii. Dzięki tym nowym danym społeczność astronomiczna zbliży się do znalezienia prawdy o tej nieobserwowalnej ciemnej materii, która znacznie przewyższa materię widzialną: ciemna materia stanowi około 80% materii Wszechświata, podczas gdy normalna materia obejmuje pozostałe 20%.
Rozszerzanie zakresu badań galaktycznych
Ultrasłabe galaktyki to nie jedyny test ciemnej materii. Często wystarczy zajrzeć na podwórko średniej wielkości galaktyki. Struktury w halo gwiazd otaczających galaktykę często dają wskazówki co do ilości obecnej ciemnej materii. Jednak ze względu na same rozmiary halo galaktycznych (często są one 15–20 razy większe od samej galaktyki) obecne teleskopy są głęboko nieskuteczne w ich obserwacji.
W tej chwili jedyne w pełni rozwiązane halo galaktyczne, którymi muszą się zająć naukowcy, to nasze własne Droga Mleczna i Andromeda, nasza sąsiadująca galaktyka. Ben Williams, główny badacz RINGS w Uniwersytet Waszyngtoński w Seattle opisuje, jak moc Romana rozwiąże ten problem: „Posiadamy wiarygodne pomiary jedynie Drogi Mlecznej i Andromedy, ponieważ są one na tyle blisko, że możemy uzyskać pomiary dużej liczby gwiazd rozmieszczonych w ich halo gwiazdowym. Zatem dzięki Romanowi nagle będziemy mieli 100 lub więcej takich w pełni rozdzielonych galaktyk.”
Oczekuje się, że kiedy Roman wystartuje w maju 2027 r., zasadniczo zmieni sposób, w jaki naukowcy rozumieją galaktyki. Przy okazji rzuci trochę światła na naszą własną galaktykę. Drogę Mleczną łatwo jest zbadać z bliska, jednak nie mamy wystarczająco dużego kija do selfie, aby zrobić zdjęcie całej naszej galaktyki i otaczającego ją halo. RINGS pokazuje, do czego zdolny jest Roman, gdyby taka ankieta została zatwierdzona. Badając pobliski wszechświat, RINGS może badać galaktyki podobne pod względem wielkości i wieku do Drogi Mlecznej, a także rzucić światło na to, jak się tu znaleźliśmy.
O rzymskim teleskopie kosmicznym Nancy Grace
Nazwany na cześć Nancy Grace Roman, pionierki często okrzykniętej matką Hubble’a, Rzymski Teleskop Kosmiczny stanowi kolejny krok w eksploracji astronomicznej. Został zaprojektowany tak, aby przewyższać swoich poprzedników zarówno pod względem skali, jak i możliwości, oferując szerokie pole widzenia i zaawansowane czujniki podczerwieni do badania fizyki wszechświata, śledzenia powstawania galaktyk i zaglądania w struktury zjawisk kosmicznych. Roman ma zamiar na nowo zdefiniować nasze rozumienie wszechświata, gdy premiera nastąpi w nadchodzącej dekadzie.
