A NASA concluiu seu próximo observatório espacial, construído para criar mapas panorâmicos e nítidos do universo, ao mesmo tempo que revela como as substâncias mais misteriosas e invisíveis e os mundos distantes moldam o cosmos.
Cerca de um quarto de século depois de o Telescópio Hubble remodelar a astronomia, e alguns anos depois da era do Telescópio Espacial James Webb, o Telescópio Espacial Nancy Grace Roman da NASA juntar-se-á a eles não como um substituto, mas como um parceiro global. Enquanto o Hubble e o Webb ampliam para close-ups, Roman irá capturar detalhes semelhantes aos do Hubble em áreas cerca de 100 vezes maiores, transformando instantâneos isolados em pesquisas abrangentes que mostram a própria estrutura do universo.
No Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, os engenheiros estão concluindo os testes de pré-lançamento do telescópio de última geração. Em seguida, o observatório viajará 1.500 quilômetros até o Centro Espacial Kennedy, em Cabo Canaveral, na Flórida, onde equipes irão prepará-lo para o lançamento.
Isso pode acontecer já em setembro deste ano, cerca de oito meses antes do previsto, disseram os gerentes da NASA em entrevista coletiva na terça-feira, 21 de abril. Uma vez no espaço, Roman irá para uma órbita estável a cerca de 1 milhão de milhas da Terra, perto da mesma região onde Webb orbita o Sol, e iniciará uma campanha de anos de imagens do espaço profundo.
“Não queríamos esperar para lançar o Nancy Grace Roman. Estamos oito meses adiantados”, disse Nicky Fox, administrador associado de ciência da NASA. “Todos sentiram a urgência. Todos estavam correndo nessa direção.”
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Nomeado em homenagem a Nancy Grace Roman, que se tornou a primeira chefe de astronomia da agência e uma de suas primeiras executivas, o telescópio reflete um legado de abertura de novas janelas para o universo acima da atmosfera da Terra. Apelidada de “mãe do Hubble”, Roman ajudou a lançar as bases na década de 1960 para toda uma frota de telescópios espaciais.
Uma visão ampla do universo escuro
No centro da missão está o espelho de Roman de 2,5 metros de largura, do mesmo tamanho do Hubble, emparelhado com uma câmera poderosa que vê em luz infravermelha, como a Webb. O campo de visão dessa câmera é o superpoder de Roman. Em uma única foto, ele pode visualizar vastas áreas do céu que o Hubble simplesmente não consegue igualar.
Como um telescópio espacial só consegue ver uma parte do céu de cada vez, tem de captar muitas “apontações” separadas – tomadas individuais destinadas a pontos ligeiramente diferentes – e juntá-las num mosaico.
Em 2023, Ami Choi, astrofísico e cientista da câmera de campo amplo de Roman, comparou a diferença entre o Hubble e o novo telescópio. Para fotografar a Galáxia de Andrômeda, o Hubble precisa pegar 400 imagens menores e juntá-las. Para a câmera de Roman, seriam necessárias apenas duas apontações, disse ela.
Essa visão ampla e nítida é o que os cientistas precisam para estudar o chamado “universo escuro”. A matéria comum – aquilo que constitui as estrelas, os planetas e até as pessoas – representa apenas cerca de 5% do cosmos. A maior parte é matéria escura e energia escura, que não emitem luz, mas deixam pistas de onde influenciaram a expansão do espaço e o arranjo das galáxias.
Velocidade da luz mashável
“As observações actuais sugerem que o nosso modelo padrão do Universo está incorrecto”, disse Julie McHenry, cientista sénior do projecto, referindo-se à melhor receita dos cosmólogos para o Universo. “Roman será capaz de confirmar isso e nos colocar no caminho para entender o que é certo.”
Roman rastreará essas pistas de várias maneiras ao mesmo tempo. Ao mapear as posições e formas de centenas de milhões de galáxias, mostrará como as estruturas cresceram desde o início do Universo até hoje. Distorções sutis nas formas das galáxias revelarão como aglomerados de matéria espacial invisível desviam sua luz no caminho até nós, expondo a matéria escura oculta. Ao mesmo tempo, Roman descobrirá e rastreará um grande número de um tipo especial de estrela em explosão, conhecida como supernovas do Tipo Ia; o seu brilho previsível permite aos astrónomos medir a rapidez com que o espaço se expandiu ao longo do tempo.
A obtenção de imagens de grandes alvos espaciais, como a Galáxia de Andrômeda, exigirá muito menos imagens menores para serem unidas do que outros observatórios emblemáticos.
Crédito: imagem composta da NASA
Tomadas em conjunto, estas medições permitirão aos cientistas testar ideias concorrentes sobre a matéria escura, a energia escura e até as próprias leis da gravidade com muito maior precisão do que nunca. Outros observatórios podem fazer medições semelhantes, mas nenhum combina a nitidez de Roman e a cobertura do céu no infravermelho, dizem os líderes da missão da NASA, o que lhe permite ver galáxias mais distantes e cobertas de poeira.
Um novo censo de exoplanetas distantes
O poder de campo amplo de Roman também o torna hábil na caça de exoplanetas. Missões anteriores como Kepler e TESS encontraram principalmente planetas próximos das suas estrelas, onde as suas repetidas travessias diminuíam a luz das estrelas num ritmo regular. Roman se concentrará em uma região diferente dos sistemas planetários: as zonas externas mais frias, onde residem mundos semelhantes a Júpiter e Saturno. Pode até encontrar planetas errantes que não estão ligados a estrelas.
Para fazer isso, Roman monitorará repetidamente campos estelares densos em direção ao centro da nossa Via Láctea. À medida que uma estrela em primeiro plano passa em frente de outra mais distante, a sua gravidade aumenta brevemente a luz da estrela de fundo. Se a estrela em primeiro plano contém planetas, eles podem produzir manchas menores e reveladoras nesse brilho. Esta técnica, chamada microlente, funciona melhor precisamente no tipo de regiões lotadas, fracas e distantes que Roman deverá capturar.
O engenheiro óptico Bente Eegholm inspeciona o espelho primário do Telescópio Espacial Nancy Grace Roman.
Crédito: NASA/Chris Gunn
Ao longo da sua missão, Roman tentará registar milhares destes eventos de microlentes, revelando planetas a distâncias e massas que muitas vezes não são detectadas por outras pesquisas. A partir dessa análise, os astrônomos compararão a arquitetura do nosso sistema solar com muitos outros e julgarão se ter mundos rochosos internos e planetas gigantes externos é o status quo ou algo mais raro.
Roman também testará um coronógrafo avançado – um sistema de máscaras e espelhos que bloqueia o brilho de uma estrela para que o telescópio possa tentar ver o brilho fraco dos planetas ao seu redor. Em Roman, isto é mais um teste tecnológico do que um instrumento científico quotidiano, mas se funcionar, preparará o terreno para um futuro observatório cujo principal objectivo é obter imagens directas de mundos semelhantes à Terra em torno de outras estrelas semelhantes ao Sol.
“O que os astrônomos podem fazer hoje com instrumentos coronógrafos é ver planetas que são talvez um milhão de vezes mais fracos que suas estrelas”, disse Vanessa Bailey, cientista do coronógrafo romano da NASA, ao Mashable. “O que estamos fazendo com o coronógrafo romano é ficar 10 a 100 milhões de vezes mais fraco, talvez até um pouco mais, na melhor das hipóteses.”
Capturando o universo em movimento
Roman também foi desenvolvido para estudar como o céu muda, criando uma verdadeira biblioteca de fotos “antes” e “depois”.
Técnicos montam os painéis solares no Telescópio Espacial Nancy Grace Roman.
Crédito: NASA/Sydney Rohde
Um dos seus principais rastreios irá varrer repetidamente regiões do céu em altas latitudes, longe do plano da Via Láctea. Ao retornar aos mesmos campos a cada poucos dias, Roman irá capturar supernovas à medida que elas entram em ignição e desaparecerem, observará os buracos negros iluminarem-se enquanto se alimentam de material próximo e descobrirá outros eventos dramáticos de curta duração em todo o universo distante. A sua visão infravermelha revelará explosões e erupções que as nuvens de poeira escondem dos telescópios de luz visível.
Outro programa central terá como foco o bojo central da Via Láctea. Lá, Roman acompanhará como o brilho de milhões de estrelas aumenta e diminui em escalas de tempo de minutos a meses. Esses registros não só impulsionarão a busca de planetas por microlentes, mas também exporão outros fenômenos, como estrelas de nêutrons e buracos negros.
Como Roman cobrirá áreas tão grandes com detalhes finos, suas imagens também se tornarão uma ferramenta de referência duradoura. Mais tarde, quando outros telescópios detectarem algo estranho — uma explosão de radiação de alta energia, por exemplo, ou uma estrela variável invulgar — os astrónomos serão capazes de extrair as imagens anteriores de Roman e ver o que existia antes da excitação.
“As imagens capturadas serão tão grandes que não existirá uma tela grande o suficiente para mostrá-las”, disse o administrador da NASA, Jared Isaacman. “Roman dará à Terra um novo Atlas do universo. Acho que vale a pena fazer uma pausa por um momento só para pensar em como isso é realmente incrível.”
