Frissítés: Vasárnap 13:26-kor elindult a Nancy Grace Roman űrtávcsövet szállító SpaceX Falcon Heavy rakéta a floridai Kennedy Űrközpontból. A Falcon Heavy rendben Föld körüli pályára állította az űrteleszkópot, ami hamarosan másfél millió kilométeres utazásba kezd mérési helyére.

Százezer exobolygót fedezhet fel és előkészíti a Földhöz hasonló világok közvetlen megfigyelését az amerikai űrügynökség Nancy Grace Roman űrtávcsöve, ami vasárnap délután indulhat útjára a floridai Kennedy Űrközpontból. A kémműholdból született infravörös űrtávcső akkora, mint a Hubble, és exobolygók felfedezése mellett a sötét anyag és sötét energia természetének feltárása lesz a fő feladata.

Ha az időjárás vagy technikai problémák nem szólnak közbe, az űrteleszkóp magyar idő szerint 13:26-kor emelkedhet a magasba a SpaceX Falcon Heavy rakétáján. A turistabusz méretű űrtávcső ezután 30 napot utazik majd a világűrben, amíg megérkezik a Hold pályáján túl található Lagrange 2 pont környékére, ahonnan több más űreszköz, köztük a James Webb űrtávcső is vizsgálja a kozmoszt. Amennyiben a vasárnapi indítást le kell fújni, a NASA és a SpaceX hétfőn próbálkozik majd újra.

„Soha nem volt egy ehhez hasonló eszközünk sem. A Roman alapjaiban változtatja majd meg azt, ahogyan a csillagászatot műveljük” – mondta Julie McEnery, a küldetés vezető kutatója és a NASA Goddard Űrközpontjának munkatársa. „A Roman ténylegesen forradalmi lesz, mert rendkívül éles és érzékeny felvételeket biztosít majd a kozmoszról, hatalmas égterületeken” – mondta Ryan Hickox asztrofizikus, aki szerint több százmillió galaxis megfigyelésével az új űrtávcső példátlan betekintést enged majd a galaxisok fejlődésébe.

A legújabb űrteleszkópját a NASA a „Hubble anyjaként” ismert Nancy Grace Roman amerikai csillagászról nevezte el, aki a 20. században lefektette az űrcsillagászat alapjait. Az 1925-ben született Roman az űrhivatal első vezető beosztású női tisztviselője volt, aki megszerezte a tudományos közösség és az amerikai kongresszus támogatását a Hubble űrtávcső megvalósításához. Az 1990-ben felbocsátott Hubble legérdekesebb eredményének Roman a sötét energia felfedezését nevezte, amit a róla elnevezett űrtávcső is behatóan vizsgál majd.

A 4,3 milliárd dollárba (1356 milliárd forint) kerülő űrtávcső az amerikai Nemzeti Felderítő Hivatal (NRO) kémműholdjához készült eszközként kezdte karrierjét. A Hubble-éval megegyező méretű, 2,4 méteres főtükörrel felszerelt teleszkópegységet aztán az NRO 2012-ben ingyen a NASA rendelkezésére bocsátotta. Ezt akkor azzal indokolták, hogy a teleszkópegység egy már lezárult felderítő program feleslegessé vált berendezése, ami nem felel meg a jövő hírszerzési követelményeinek.

A NASA által jelentősen átalakított és két tudományos műszerrel, köztük egy 300 megapixeles képalkotóval felszerelt teleszkóp a Hubble-éivel megegyező élességű képeket fog készíteni, miközben elődjénél 100-szor nagyobb területet örökít majd meg. A Roman így küldetése során jelentősen több bolygót, csillagot és galaxist figyelhet meg, mint a Hubble vagy a NASA csúcsteleszkópja, az ősrobbanás utáni első néhány százmillió évre rálátó James Webb űrtávcső. Ötéves küldetése alatt – ami további öt évvel lesz majd meghosszabbítható – az új űrtávcső 20 000 terabájtnyi adatot termel majd, 20-szor annyit, mint a James Webb ugyanennyi idő alatt.

Feltúrja a Tejútrendszert exobolygók után kutatva

Az új technológia leginkább az exobolygók kutatása terén ígér forradalmi előrelépést. Ma 6336 olyan bolygót ismerünk, ami más csillagok körül kering, és további 8000, a NASA TESS űrtávcsöve által felfedezett exobolygó léte vár megerősítésre. Ehhez képest a Roman több mint 15-szörösére növelheti majd az igazolt exobolygók számát, amik nagy részét várhatóan a Tejútrendszer eddig ilyen szempontból alulkutatott területein találja majd meg.

Elisa Quintana, a NASA Goddard Űrközpontjának exobolygó kutatója szerint a Roman nemcsak a saját kozmikus környezetünkben fedez majd fel exobolygókat, hanem a Tejútrendszer más tájékain is. Ez lehetővé teszi majd annak megértését is, hogy a bolygókeletkezés miként tér el a galaxis különböző régióiban. Naprendszerünk a Tejútrendszer „lakhatósági zónájában” helyezkedik el: a galaxis középpontja felé a bolygókat a csillagok sűrűsége miatt több sugárzás éri, míg a külsőbb területeken kevesebb az olyan, bolygók felépítéséhez szükséges elem, mint a szilícium vagy az oxigén.

A 100 000 új exobolygó túlnyomó többségét a Roman a korábbi Kepler űrtávcső és a TESS által is használt fedési módszerrel találja majd meg. A mi nézőpontunkból a csillaga előtt elhaladó bolygó parányi fényességcsökkenést okoz a csillagfényben, amit az űrtávcső képes észlelni. Ezzel a módszerrel leginkább a csillagukhoz közel keringő, Neptunusz vagy Jupiter méretű gázóriásokat fog majd a Roman felfedezni.

Kisebb, a csillaguktól távolabb keringő, a Földhöz vagy Marshoz hasonló tömegű kőzetbolygókat a gravitációs mikrolencsehatás kiaknázásával találhat majd az űrtávcső (az ilyen bolygókat más módszerekkel rendkívül nehéz kimutatni). A módszer azokat az eseteket használja ki, amikor egy, a teleszkóphoz közelebb lévő csillag és bolygója eltéríti és felerősíti egy mögötte elhaladó, távolabbi csillag fényét, jellegzetes felfényesedést okozva. A gravitációs mikrolencsehatással ráadásul olyan kóbor bolygókat is fel tud majd fedezni, amik kilökődtek saját bolygórendszerükből, és a csillagközi térben utaznak.

Végül a csillag fényét kitakaró koronagráfjával a Roman képes lesz közvetlenül is megörökíteni exobolygókat. A korábbi obszervatóriumok által végzetteknél ezerszer nagyobb érzékenységű megfigyelések segítségével az űrtávcső a csillaguknál százmilliószor halványabb bolygókat is meg tud majd pillantani. A NASA szerint a Roman koronagráfja elsőként demonstrálja majd a világűrben azokat a technológiákat, amik a lakhatósági zónában keringő, Föld-szerű exobolygók közvetlen megfigyeléséhez kellenek – erre a 2040-es évekre tervezett Habitable Worlds Obszervatórium lehet majd képes.

A koronagráffal, ami alakváltoztató tükrökkel és fénykitakaró optikai elemekkel blokkolja a csillagok fényét, valamint a hozzá tartozó, látható fényben mérő, 1 megapixeles detektorral a Roman olyan gázóriásokat figyel majd meg, amik az eddig közvetlenül megörökített exobolygóknál hidegebbek és közelebb keringenek csillagukhoz.

Feltárja a sötét univerzumot

Az 1970-es években egy másik úttörő amerikai csillagásznő, Vera Rubin felfedezte, hogy a galaxisok csillagai nem úgy keringenek saját galaxisuk középpontja körül, ahogy azt a látható anyag alapján várnánk tőlük. Ezért az univerzum 27 százalékát adó sötét anyag felelős, amit csak gravitációs hatásán keresztül tudunk észlelni. A sötét anyag hatalmas halókat formálva veszi körül a galaxisokat és galaxishalmazokat, döntően meghatározva ezzel a világegyetem legnagyobb struktúráinak formáját és fejlődését.

Az, hogy mi alkotja ezt a rejtélyes hideg sötét anyagot (CDM), ami nem bocsát ki, nem nyel el és nem ver vissza fényt, több évtizednyi kutatás után is rejtély. Több lehetőség is van: axionoknak nevezett szubatomi részecskék, gyengén kölcsönható nagytömegű részecskék (WIMP) vagy primordiális fekete lyukak. Az elsősorban közeli infravörös tartományban mérő Roman 300 megapixeles kamerájával az eddigi legátfogóbb háromdimenziós térképet készíti majd el a galaxisok és galaxishalmazok univerzumban való eloszlásáról. Ez lehetővé teszi, hogy az asztrofizikusok teszteljék a sötét anyag természetére vonatkozó hipotéziseiket, és leszűkítsék a sötétanyag-jelöltek listáját.

De az új űrtávcső az univerzum gyorsuló tágulásáért felelős sötét energia viselkedésére is fényt derít majd. Erre több különböző módszert használnak majd a csillagászok. A Roman felvételei alapján többek közt megvizsgálják, hogy az anyag miként görbíti el kis mértékben a fényt hatalmas távolságokon (gyenge gravitációs lencsézés), valamint összevetik számtalan galaxis tőlünk mért távolságát a tőlünk való távolodásuk sebességével. Az így elkészülő, 11,5 milliárd fényévnyi mélységbe visszanyúló háromdimenziós térkép megmutatja majd, hogy a sötét energia miként változott különböző kozmikus korszakokban.

A Roman által gyűjtött adatokból kiderülhet, hogy a világegyetem 68 százalékát kitevő sötét energia sűrűsége állandó-e a kozmosz történetében, ahogy azt a lambda-CDM standard kozmológiai modell feltételezi, vagy időben változik-e, mint ahogy arra két évvel ezelőtt a sötétenergia-színképelemző műszer (DESI) mérései utaltak, ami pedig a jelenlegi kozmológiai modell módosításához vezethet.

Forrás