Si Teleskopi Hapësinor Romak i NASA-s do ta kthejë universin

Një simulim i ri tregon sesi teleskopi hapësinor Roman Nancy Grace i NASA-s do të kthejë mbrapsht orën kozmike, duke zbuluar universin në zhvillim në mënyra që nuk kanë qenë kurrë të mundshme më parë kur të niset deri në maj 2027. Me aftësinë e tij për të imazhuar me shpejtësi hapësira të mëdha hapësire, Roman do na ndihmoni të kuptojmë se si universi u transformua nga një det primordial i grimcave të ngarkuara në rrjetin e ndërlikuar të strukturave të mëdha kozmike që shohim sot.

“Teleskopët hapësinorë Hubble dhe James Webb janë të optimizuar për të studiuar objekte astronomike në thellësi dhe nga afër, kështu që ata janë sikur të shikojnë universin përmes vrimave”, tha Aaron Yung, një student postdoktor në Qendrën e Fluturimeve Hapësinore Goddard të NASA-s në Greenbelt, Maryland. , i cili drejtoi studimin. “Për të zgjidhur misteret kozmike në shkallët më të mëdha, ne kemi nevojë për një teleskop hapësinor që mund të sigurojë një pamje shumë më të madhe. Kjo është pikërisht ajo që Roman është krijuar për të bërë.”

Kombinimi i pamjes së madhe të Romanit me mbulimin më të gjerë të gjatësisë valore të Hubble dhe vëzhgimet më të detajuara të Webb-it do të ofrojnë një pamje më gjithëpërfshirëse të universit.

Simulimi mbulon një pjesë të qiellit me dy shkallë katrore, e cila është e barabartë me rreth 10 herë madhësinë e dukshme të një hëne të plotë, që përmban mbi 5 milionë galaktika. Ai bazohet në një model të mirë-testuar të formimit të galaktikave që përfaqëson të kuptuarit tonë aktual se si funksionon universi. Duke përdorur një teknikë jashtëzakonisht efikase, ekipi mund të simulojë dhjetëra miliona galaktika në më pak se një ditë – diçka që mund të marrë vite duke përdorur metoda konvencionale. Kur Roman lëshon dhe fillon të japë të dhëna reale, shkencëtarët mund t’i krahasojnë ato me një sërë simulimesh të tilla, duke i vënë modelet e tyre në testin përfundimtar. Kjo do të ndihmojë në zbulimin e fizikës së formimit të galaktikave, materies së errët – një substancë misterioze e vëzhguar vetëm përmes efekteve të saj gravitacionale – dhe shumë më tepër.

Galaktikat dhe grupimet e galaktikave shkëlqejnë në grupe përgjatë fijeve të padukshme të materies së errët në një sixhade me madhësinë e universit të vëzhgueshëm. Me një pamje mjaft të gjerë të asaj sixhadeje, ne mund të shohim se struktura në shkallë të gjerë e universit është e ngjashme me rrjetën, me fije që shtrihen qindra miliona vite dritë. Galaktikat gjenden kryesisht në kryqëzimet e filamenteve, me “zbrazëtira të mëdha kozmike” midis të gjitha fijeve që shkëlqejnë.

Kështu duket tani kozmosi. Por nëse do të mund ta kthenim universin, do të shihnim diçka shumë të ndryshme.

Në vend të yjeve gjigantë, flakërues të shpërndarë në mënyrë të rrallë nëpër galaktika që secila ndahet nga distanca edhe më të mëdha, ne do ta gjenim veten të zhytur në një det plazme (grimca të ngarkuara). Kjo supë primordiale ishte pothuajse plotësisht uniforme, por fatmirësisht për ne, kishte nyje të vogla. Meqenëse ato grumbuj ishin pak më të dendur se rrethina e tyre, ato kishin tërheqje gravitacionale pak më të madhe.

Gjatë qindra miliona viteve, grumbujt tërhoqën gjithnjë e më shumë materiale. Ata u rritën mjaftueshëm për të formuar yje, të cilët në mënyrë gravitacionale tërhiqeshin drejt materies së errët që formon shtyllën kurrizore të padukshme të universit. Galaktikat lindën dhe vazhduan të evoluojnë, dhe përfundimisht u shfaqën sisteme planetare si ne.

Pamja panoramike e Roman do të na ndihmojë të shohim se si ishte universi në faza të ndryshme dhe të plotësojmë shumë boshllëqe në të kuptuarit tonë. Për shembull, ndërsa astronomët kanë zbuluar “halos” të materies së errët që mbështjellin galaktikat, ata nuk janë të sigurt se si janë formuar. Duke parë se si lente gravitacionale e shkaktuar nga materia e errët shtrembëron pamjen e objekteve më të largëta, Roman do të na ndihmojë të shohim se si u zhvilluan halos gjatë kohës kozmike.

“Simulimet si këto do të jenë vendimtare në lidhjen e sondazheve të mëdha të paprecedentë të galaktikave nga Romake me skelat e padukshme të materies së errët që përcakton shpërndarjen e atyre galaktikave,” tha Sangeeta Malhotra, një astrofizikane në Goddard dhe një bashkëautore e punimit.

Studimi i strukturave kaq të mëdha kozmike me teleskopë të tjerë hapësinorë nuk është praktik, sepse do të duheshin qindra vjet vëzhgime për të bashkuar imazhe të mjaftueshme për t’i parë ato.

“Roman do të ketë aftësinë unike për të përputhur thellësinë e Fushës Ultra të Thellë të Hubble, por megjithatë do të mbulojë disa herë më shumë sipërfaqe qielli sesa sondazhet e gjera si sondazhi CANDELS,” tha Yung. “Një pamje e tillë e plotë e universit të hershëm do të na ndihmojë të kuptojmë se sa përfaqësuese janë fotografitë e Hubble dhe Webb të asaj që ishte atëherë.”

Pamja e gjerë e Roman do të shërbejë gjithashtu si një hartë rrugore që Hubble dhe Webb mund ta përdorin për të zmadhuar në zona interesante.

Sondazhet gjithëpërfshirëse qiellore të Romanit do të jenë në gjendje të hartojnë universin deri në një mijë herë më shpejt se Hubble. Kjo do të jetë e mundur për shkak të strukturës së ngurtë të observatorit, shpejtësisë së shpejtë të rrotullimit dhe fushës së madhe të shikimit të teleskopit. Roman do të lëvizë me shpejtësi nga një objektiv kozmik në tjetrin. Pasi të arrihet një objektiv i ri, dridhjet do të qetësohen shpejt, sepse strukturat potencialisht të lëkundura si grupet diellore janë të fiksuara në vend.

“Roman do të bëjë rreth 100,000 fotografi çdo vit”, tha Jeffrey Kruk, një astrofizikanist hulumtues në Goddard. “Duke pasur parasysh fushën më të madhe të shikimit të Romanit, do të duhej më shumë se jetëgjatësia jonë, madje edhe për teleskopët e fuqishëm si Hubble ose Webb për të mbuluar sa më shumë qiell.”

Duke ofruar një pamje gjigante dhe të qartë të ekosistemeve kozmike dhe duke u bashkuar me observatorë si Hubble dhe Webb, Roman do të na ndihmojë të zgjidhim disa nga misteret më të thella në astrofizikë.

Teleskopi Hapësinor Roman Nancy Grace menaxhohet në Qendrën e Fluturimeve Hapësinore Goddard të NASA-s, me pjesëmarrjen e Laboratorit Jet Propulsion të NASA-s dhe Caltech/IPAC në Kaliforninë Jugore, Institutit Shkencës të Teleskopit Hapësinor në Baltimore dhe një ekip shkencor që përbëhet nga shkencëtarë nga institucione të ndryshme kërkimore. Partnerët kryesorë industrialë janë Ball Aerospace dhe Technologies Corporation në Boulder, Kolorado; L3Harris Technologies në Melburn, Florida; dhe Teledyne Scientific & Imaging në Thousand Oaks, Kaliforni.