Nowy teleskop NASA już działa. Roman zbada miliardy galaktyk

Nowy kosmiczny teleskop NASA pomyślnie przeszedł najważniejsze testy i rozpoczął ostatnią fazę przygotowań do swojej pracy naukowej. Nancy Grace Roman Space Telescope potrafi już precyzyjnie namierzać obiekty, wykonywać zdjęcia i przesyłać dane na Ziemię. Co więcej, poradził sobie nawet w miejscach, które wcześniej budziły obawy inżynierów. Teraz naukowcy dopracowują jakość obrazów i kalibrują instrumenty, zanim obserwatorium rozpocznie wielkie przeglądy nieba. NASA liczy, że dzięki ogromnemu polu widzenia Roman pozwoli odkrywać obiekty niedostępne dla dotychczasowych teleskopów.

NASA właśnie poinformowała, że teleskop Nancy Grace Roman wszedł w fazę kalibracji naukowej, określaną jako science commissioning. Oznacza to zakończenie podstawowego sprawdzania działania obserwatorium i przejście do szczegółowego dostrajania instrumentów przed rozpoczęciem regularnych badań.

Inżynierowie potwierdzili, że urządzenie prawidłowo zmienia kierunek obserwacji, utrzymuje ustawienie względem wybranych obiektów, wykonuje ekspozycje i przesyła zebrane informacje na Ziemię. Wszystkie kluczowe funkcje potrzebne do prowadzenia obserwacji działają zgodnie z założeniami.

Jak pisaliśmy po sierpniowym starcie teleskopu na pokładzie rakiety Falcon Heavy, Roman rozpoczął podróż w okolice punktu libracyjnego L2, oddalonego o około 1,5 mln km od Ziemi. To właśnie podczas tego lotu NASA zaplanowała około trzech miesięcy testów i kalibracji.

Nowy komunikat oznacza więc osiągnięcie kolejnego ważnego etapu, a nie pierwszy rozruch urządzenia. Teleskop pracuje już w kosmosie od końca sierpnia, ale do tej pory jego najważniejszym zadaniem było potwierdzenie sprawności wszystkich systemów.

Jednym z największych wyzwań okazało się sprawdzenie systemu precyzyjnego naprowadzania. Roman musi utrzymywać niezwykle stabilne ustawienie podczas wykonywania zdjęć, a do orientacji wykorzystuje gwiazdy znajdujące się w obserwowanym obszarze nieba.

Inżynierowie obawiali się, że trudności mogą pojawić się podczas obserwowania regionów, w których gwiazdy znajdują się bardzo blisko siebie. Podobny problem mogły powodować mgławice zawierające duże ilości pyłu, utrudniającego wyraźną identyfikację punktów odniesienia.

NASA postanowiła więc sprawdzić teleskop właśnie w takich warunkach. Wyniki okazały się bardzo dobre. Roman potrafił prawidłowo namierzać i śledzić wybrane obszary, mimo że wcześniej zaliczano je do szczególnie wymagających.

Pamiętajmy, że nawet niewielkie drgania albo błędy ustawienia mogłyby pogarszać jakość zdjęć. W przypadku teleskopu, który ma mierzyć subtelne zmiany jasności i kształtów odległych obiektów, takie niedoskonałości mogłyby prowadzić do błędnych wniosków naukowych.

Teraz zespół NASA koncentruje się głównie na kalibracji instrumentów. Naukowcy sprawdzają, jak aparatura reaguje na światło o różnym natężeniu i jak zachować jednakową jakość kolejnych ekspozycji. Ma to szczególne znaczenie podczas obserwacji obiektów, których jasność zmienia się w czasie.

Najważniejszym instrumentem Romana jest Wide Field Instrument, wyposażony w kamerę o rozdzielczości około 288 Mpix. Pozwala on obserwować fragment nieba ponad 100 razy większy niż pole widzenia Kosmicznego Teleskopu Hubble'a, zachowując porównywalną szczegółowość obrazów.

Według NASA podczas typowej obserwacji urządzenie będzie rejestrować obiekty około 100 mln razy słabsze od tych, które można dostrzec nieuzbrojonym okiem. Połączenie wysokiej czułości z ogromnym polem widzenia pozwoli badać całe populacje odległych galaktyk.

Co ciekawe, pierwsze testowe obserwacje już teraz pokazują, jak szybko Roman potrafi zbierać dane. Naukowcy podkreślają, że tworzenie rozległych mozaik nieba, które wcześniej wymagało znacznych nakładów czasu obserwacyjnego, stanie się dzięki niemu rutynową czynnością.

Gdy zakończą się kalibracje, teleskop rozpocznie programy naukowe poświęcone między innymi ciemnej materii, ciemnej energii i planetom pozasłonecznym. Szczególnie ważne będą wielkoskalowe przeglądy nieba, pozwalające analizować rozmieszczenie ogromnej liczby galaktyk.

Niedawno pisaliśmy o przygotowywanym programie Roman eXtreme Deep Field, w ramach którego międzynarodowy zespół naukowców otrzymał 386 godzin obserwacji. Badacze zamierzają wykorzystać teleskop do poszukiwania bardzo odległych galaktyk, które powstały w pierwszych setkach milionów lat istnienia Wszechświata.

Roman ma również pomagać w odkrywaniu egzoplanet, wykorzystując między innymi mikrosoczewkowanie grawitacyjne. Technika pozwala wykrywać planety dzięki chwilowym zmianom jasności odległych gwiazd, wywoływanym przez grawitację obiektów znajdujących się na pierwszym planie.

Wcześniej opisywaliśmy uruchomienie głównej aparatury naukowej teleskopu oraz przygotowania eksperymentalnego koronografu do obserwacji planet wokół pobliskich gwiazd. Nowy etap kalibracji ma zapewnić, że instrumenty będą dostarczać dane odpowiedniej jakości podczas wieloletniej misji.

NASA nie wskazała jeszcze dokładnej daty zakończenia wszystkich testów. Zgodnie z dotychczasowym harmonogramem pierwsze obrazy naukowe powinny zostać udostępnione na początku 2027 r. Wcześniej kontrolerzy muszą dokończyć sprawdzanie jakości zdjęć i dokładności pomiarów.
Przeczytaj także:

Agencja zaznacza przy tym, że niektóre systemy Romana osiągają parametry lepsze od wymaganych. To może otworzyć dodatkowe możliwości badawcze, choć na razie nie ogłoszono konkretnych nowych programów wynikających z tych osiągów. Najważniejsze jest to, że po niemal dwóch miesiącach od startu obserwatorium działa prawidłowo, a testy nie ujawniły problemów wymagających zasadniczej zmiany planów. Roman zbliża się do momentu, w którym zamiast sprawdzać własne możliwości, zacznie wykorzystywać je do systematycznego badania kosmosu.

*Źródło grafiki wprowadzającej: NASA