Telescopul spațial Nancy Grace Roman al NASA va ajuta oamenii de știință să înțeleagă mai bine componentele mai puțin strălucitoare ale galaxiei noastre, Calea Lactee – gazul și praful împrăștiate între stele, cunoscute sub numele de mediu interstelar.
Unul dintre principalele programe de observare ale misiunii Roman, numit Galactic Plane Survey, va privi prin galaxia noastră până la marginea sa cea mai îndepărtată, cartografiind aproximativ 20 de miliarde de stele – de aproximativ patru ori mai multe decât au fost cartografiate în prezent. Oamenii de știință vor folosi date despre aceste stele pentru a studia și cartografia praful prin care trece lumina lor, contribuind la cea mai completă imagine de până acum a structurii Căii Lactee, a formării stelelor și a originilor sistemului nostru solar.
Galaxia noastră, Calea Lactee, găzduiește peste 100 de miliarde de stele, adesea separate de trilioane de kilometri. Spațiile dintre ele, numite mediul interstelar, nu sunt goale – sunt presărate cu gaz și praf, care sunt atât semințele unor stele noi, cât și firimiturile rămase de la stele de mult moarte. Studierea mediului interstelar cu observatoare precum viitorul Telescop Spațial Nancy Grace Roman al NASA va dezvălui noi perspective asupra sistemului de reciclare a prafului galactic
„Cu Roman, vom putea transforma concepțiile artistice existente despre Calea Lactee în modele bazate mai mult pe date, utilizând noi constrângeri asupra distribuției 3D a prafului interstelar”, a declarat Catherine Zucker, astrofizician la Centrul pentru Astrofizică | Harvard & Smithsonian din Cambridge, Massachusetts.
Rezolvarea misterului Căii Lactee
Oamenii de știință au o reprezentare apropiată de realitate a imaginii galaxiei noastre pe baza combinării observațiilor efectuate asupra Căii Lactee și asupra altor galaxii spirale. Dar norii de praf îngreunează identificarea detaliilor de pe partea opusă poziției Terrei a galaxiei noastre. Imaginați-vă că încercați să cartografiați un cartier în timp ce priviți prin ferestrele unei case înconjurate de o ceață densă.
Roman va vedea prin „ceața” de praf folosind o cameră specializată și filtre care observă lumina infraroșie – lumină cu lungimi de undă mai mari decât pot detecta ochii noștri. Lumina infraroșie este mai probabil să treacă prin norii de praf fără a se împrăștia.
Lumina cu lungimi de undă mai scurte, inclusiv lumina albastră produsă de stele, se împrăștie mai ușor. Aceasta înseamnă că stelele care strălucesc prin praf par mai estompate și mai roșii decât sunt în realitate.
Prin compararea observațiilor cu informații despre caracteristicile stelei sursă, astronomii pot deosebi distanța stelei în funcție de cât de mult au fost înroșite culorile sale. Studierea acestor efecte dezvăluie indicii despre proprietățile prafului.
„Pot întreba: «Cât de mult mai roșie și mai estompată este lumina stelară pe care Roman o detectează la diferite lungimi de undă?» Apoi, pot lua aceste informații și le pot corela cu proprietățile granulelor de praf în sine și, în special, cu dimensiunea lor”, a spus Brandon Hensley, un om de știință care studiază praful interstelar la Laboratorul de Propulsie cu Jet al NASA din California de Sud.
Oamenii de știință vor afla, de asemenea, despre compoziția prafului și vor sonda norii pentru a investiga procesele fizice din spatele schimbării proprietăților prafului.
Indicii din lumina stelară influențată de praf sugerează cantitatea de praf dintre noi și o stea. Combinând rezultatele obținute de la mai multe stele, astronomii pot construi hărți 3D detaliate ale prafului. Acest lucru le-ar permite oamenilor de știință precum Zucker să creeze un model al Căii Lactee, care ne va arăta cum arată aceasta din exterior. Apoi, oamenii de știință pot compara mai bine Calea Lactee cu alte galaxii pe care le observăm doar din exterior, încadrând-o într-o perspectivă cosmologică a evoluției galaxiilor.
„Roman va adăuga o dimensiune cu totul nouă înțelegerii noastre asupra galaxiei, deoarece vom vedea miliarde și miliarde de stele în plus. Odată ce vom observa stelele, vom avea și datele despre praf, deoarece efectele acestuia sunt codificate în fiecare stea detectată de Roman.”, a precizat Zucker.
Cicluri de viață galactice
Mediul interstelar face mai mult decât să se învârtă în jurul Căii Lactee – alimentează formarea stelelor și a planetelor. Bucăți dense de mediu interstelar formează nori moleculari, care se pot prăbuși gravitațional și pot declanșa primele etape ale dezvoltării stelelor. Stelele tinere ejectează vânturi fierbinți care pot face ca praful din jur să se aglomereze în blocuri planetare.
„Praful poartă o mulțime de informații despre originile noastre și despre cum a apărut totul. Noi, practic stăm pe o granulă de praf foarte mare – Pământul a fost construit din o mulțime de granule foarte mici care au crescut împreună într-o bilă gigantică.”, a declarat Josh Peek, astronom asociat și șef al biroului misiunilor de știință a datelor de la Institutul de Știință al Telescopului Spațial din Baltimore, Maryland.
Roman va identifica roiuri tinere de stele în regiuni noi, îndepărtate, de formare a stelelor, precum și va contribui cu date despre „fabricile de stele” identificate anterior de misiuni precum Telescopul Spațial Spitzer, retras de la NASA.
„Dacă vrei să înțelegi formarea stelelor în diferite medii, trebuie să înțelegi peisajul interstelar. Roman ne va permite să legăm structura 3D a mediului interstelar cu distribuția 3D a stelelor tinere pe discul galactic”, a menționat Zucker.
Noile hărți 3D ale prafului realizate cu ajutorul telescopului Roman vor rafina înțelegerea noastră asupra structurii spiralate a Căii Lactee, modelul asemănător unei roți de vânt în care stelele, gazul și praful se adună ca niște ambuteiaje galactice. Prin combinarea datelor de viteză cu hărțile de praf, oamenii de știință vor compara observațiile cu predicțiile modelelor pentru a ajuta la identificarea cauzei structurii spiralate – în prezent neclară.
Rolul pe care îl joacă acest model spiralat în formarea stelelor rămâne la fel de incert. Unele teorii sugerează că o congestie galactică declanșează formarea stelelor, în timp ce altele susțin că aceste ambuteiaje adună material, dar nu stimulează nașterea stelelor.
Roman va ajuta la rezolvarea unor astfel de mistere, furnizând mai multe date despre regiunile prăfuite din întreaga Cale Lactee. Acest lucru va permite oamenilor de știință să compare numeroase medii galactice și să studieze nașterea stelelor în structuri specifice, cum ar fi brațele spirale ale galaxiei sau bara sa stelară centrală.
Comunitatea astronomică se află în prezent în etapele finale de planificare pentru Studiul Planului Galactic al lui Roman
„Cu studiul masiv al planului galactic realizat de Roman, vom putea avea această înțelegere tehnică profundă a galaxiei noastre”, a indicat Peek.
După procesare, datele lui Roman vor fi disponibile publicului online prin intermediul Roman Research Nexus și al Arhivei Barbara A. Mikulski pentru Telescoape Spațiale, care vor oferi fiecare acces liber la date pentru anii următori.
„Oamenii care nu s-au născut încă vor putea face analize cu adevărat interesante ale acestor date. Avem o parte cu adevărat frumoasă din moștenirea noastră de transmis generațiilor viitoare și de celebrat.”, a completat Peek
Lansarea telescopului spațial Roman este programată să aibă loc cel târziu în mai 2027, echipa lucrând la o posibilă lansare timpurie chiar în toamna anului 2026.
Telescopul spațial Nancy Grace Roman este administrat de Centrul de zbor spațial Goddard al NASA din Greenbelt, Maryland, cu participarea Laboratorului de Propulsie cu Jet al NASA și a Caltech/IPAC din California de Sud, a Institutului de Știință al Telescopului Spațial din Baltimore și a unei echipe științifice formate din oameni de știință din diverse instituții de cercetare. Principalii parteneri industriali sunt BAE Systems Inc. din Boulder, Colorado; L3Harris Technologies din Rochester, New York; și Teledyne Scientific & Imaging din Thousand Oaks, California.
Telescopul Spațial Nancy Grace Roman al NASA va efectua un studiu al planului galactic pentru a explora galaxia noastră natală, Calea Lactee. Studiul va cartografia aproximativ 20 de miliarde de stele, fiecare codificând informații despre praful și gazul intermediar numite mediul interstelar. Studierea mediului interstelar ar putea oferi indicii despre brațele spirale ale galaxiei noastre, reciclarea galactică și multe altele.
Autor: Corina Gheorghe
Foto/ video: NASA, STScI, Caltech/IPAC
