30 августа NASA запустило новый космический телескоп Nancy Grace Roman Space Telescope. Аппарат стоимостью $4,3 млрд отправился к точке Лагранжа L2 примерно в 1,6 млн км от Земли, где уже работает телескоп James Webb. Рассказываем, что такого уникального в новом телескопе.
Чем Roman отличается от Hubble и Webb?
Главная особенность Roman – сочетание высокой детализации и широкого обзора.
Его зеркало имеет тот же диаметр, что и у Hubble, – 2,4 метра. Но основная камера Wide Field Instrument сможет за один раз охватывать область неба примерно в 100 раз больше. Благодаря этому большие обзоры Roman будет проводить до 1000 раз быстрее Hubble. По оценке NASA, на работу, которую Roman выполнит за месяц наблюдений Млечного Пути, Hubble понадобилось бы около столетия.
За первые пять лет новый телескоп сможет снять более чем в 50 раз больше неба, чем Hubble за первые 30 лет работы.
James Webb решает другую задачу: он подробно изучает отдельные далекие объекты, например ранние галактики или атмосферы экзопланет. Roman, наоборот, будет находить такие цели на огромных участках неба.
Поэтому его можно сравнить с разведчиком: он будет обнаруживать новые планеты, сверхновые, редкие космические объекты и миллиарды галактик, а затем самые интересные находки смогут подробнее изучить Webb и другие телескопы.
Широкий обзор дает Roman еще одно преимущество: он способен заметить необычные явления, которые ученые заранее даже не планировали искать.
И что нового он сможет увидеть?
Одна из самых интригующих целей – планеты у других звезд.
Телескоп Roman
Roman будет наблюдать за сотнями миллионов звезд в направлении центра Млечного Пути и искать едва заметные изменения их яркости. Иногда гравитация находящегося между нами и звездой объекта действует как увеличительное стекло. По таким эффектам микролинзирования можно обнаруживать планеты, которые другими способами найти сложно.
NASA ожидает, что наблюдения Roman существенно пополнят известную нам “перепись” планетных систем и помогут понять, насколько типична наша Солнечная система.
Но у телескопа есть еще один экспериментальный инструмент – коронограф.
Звезда настолько ярче вращающейся рядом планеты, что обычно просто засвечивает ее – примерно как прожектор, рядом с которым пытаются рассмотреть светлячка. Коронограф Roman искусственно перекрывает свет звезды и пытается выделить слабый свет планеты рядом с ней.
Он сможет получать прямые изображения некоторых холодных планет и окружающих звезды дисков пыли. В отдельных случаях ученые смогут анализировать свет планеты и искать признаки облаков или метана в ее атмосфере.
Это еще не поиск “второй Земли с жителями”. Roman вообще не создавался для обнаружения жизни. Но технологии, которые он проверит, должны пригодиться будущим обсерваториям, способным искать похожие на Землю миры.
А можно будет увидеть темную материю?
Не совсем.
Roman часто называют телескопом для исследования “темной Вселенной”, но темная материя и темная энергия не появятся на его фотографиях как черные облака.
Ученые будут судить об их существовании по тому, что они делают с видимой Вселенной.
Темная материя влияет на движение и распределение галактик и искривляет проходящий рядом свет. Темная энергия связана с ускоряющимся расширением Вселенной. Чтобы понять эти эффекты, нужны не десятки красивых фотографий, а огромная статистика – миллионы и миллиарды объектов на гигантских расстояниях.
И тут широкий обзор Roman становится особенно важным.
Телескоп будет составлять карты миллиардов галактик и находить десятки тысяч сверхновых. По их расположению, расстояниям и яркости ученые смогут проследить, как менялась Вселенная на протяжении миллиардов лет и с какой скоростью она расширялась.
Roman сможет заглянуть и в центр нашей Галактики
Видимый свет плохо проходит через облака межзвездной пыли. Поэтому центр Млечного Пути частично скрыт от обычных оптических телескопов.
Roman работает прежде всего в инфракрасном диапазоне и сможет заглядывать сквозь такие пылевые завесы. NASA рассчитывает получить один из самых глубоких и масштабных обзоров центральной части нашей Галактики – области, где невероятно плотно расположены звезды и где трудно вести систематические наблюдения.
Именно масштаб делает миссию необычной. В NASA ожидают, что Roman найдет тысячи сверхновых, огромное количество планет, миллиарды галактик и десятки миллиардов звезд.
Причем часть самых интересных открытий сейчас невозможно заранее перечислить. Когда телескоп начинает регулярно фотографировать огромные участки неба с высокой детализацией, в его данные попадают редкие события и объекты, которых никто специально не искал.
В этом смысле Roman – не просто новый мощный глаз человечества. Скорее, это переход от рассматривания отдельных страниц Вселенной к попытке быстро прочитать целые главы.
В честь кого назвали телескоп?
Телескоп назвали в честь Нэнси Грейс Роман (1925–2018) – первой руководительницы астрономической программы NASA. Именно она много лет продвигала идею космических обсерваторий и сыграла важную роль в появлении Hubble, за что ее позже стали называть “матерью Hubble”.
Нэнси Грейс Роман, запечатленная здесь в Центре космических полетов имени Годдарда (НАСА) примерно в 1972 году, стала первой женщиной на руководящей должности и первым руководителем отдела астрономии в НАСА
Астрономией Роман увлеклась еще в детстве: в 11 лет она организовала астрономический клуб для одноклассников. Позже ей пришлось пробиваться в профессии, где женщин тогда почти не было. В частности, она ушла из Чикагского университета после того, как стало понятно, что получить постоянную должность ей не дадут из-за пола.
В NASA Роман пришла в 1959 году. Она отстаивала идею выводить телескопы за пределы земной атмосферы, чтобы получать более точные наблюдения космоса. Одним из главных проектов, за которые она боролась, стал будущий Hubble.
“То, что Hubble существует, – то, чем я горжусь”, – говорила Роман.
Теперь ее имя носит новый телескоп NASA, который должен продолжить эту работу уже в другом масштабе – быстро изучать огромные участки Вселенной и находить объекты, которые раньше было трудно заметить.
