Nancy Grace Roman alla scoperta dell’Universo oscuro
Materia oscura, energia oscura e pianeti lontani: il Nancy Grace Roman Space Telescope promette di cambiare il modo in cui osserviamo il cosmo, combinando la precisione di Hubble con un campo visivo oltre cento volte più ampio.
Un nuovo grande telescopio della NASA è partito verso lo spazio profondo. Il Nancy Grace Roman Space Telescope ha iniziato il viaggio verso il punto di equilibrio gravitazionale Terra-Sole L2, a circa 1,5 milioni di chilometri dalla Terra, dove trascorrerà i prossimi anni osservando una vasta porzione del cielo e cercando risposte ad alcune delle domande più complesse dell’astrofisica moderna.
Roman studierà soprattutto due protagonisti invisibili dell’Universo: materia oscura ed energia oscura. Insieme rappresenterebbero circa il 95 per cento del cosmo, eppure la loro vera natura rimane ancora sconosciuta. Il telescopio avrà inoltre un ruolo importante nello studio dei pianeti extrasolari e nello sviluppo delle tecnologie che un giorno potrebbero permettere di individuare mondi simili alla Terra.
Il telescopio, che pesa circa nove tonnellate, è stato portato nello spazio da un Falcon Heavy di SpaceX, partito dal Kennedy Space Center in Florida. Il suo lancio rappresenta anche un risultato davvero insolito per i grandi programmi spaziali: non solo la missione è partita in anticipo rispetto alla data prevista per il 2027, ma è riuscita a rimanere al di sotto del budget di 4,3 miliardi di dollari.
Da satellite spia a telescopio cosmico
La storia di Roman è particolare anche sotto un altro punto di vista. I suoi due specchi erano stati realizzati per una nuova generazione di satelliti da ricognizione del National Reconnaissance Office, l’agenzia statunitense responsabile dei satelliti spia. Dopo la cancellazione del progetto, gli specchi furono messi a disposizione della NASA, che decise di utilizzarli per un nuovo osservatorio astronomico inizialmente chiamato WFIRST, Wide-Field Infrared Survey Telescope.
Successivamente il telescopio è stato dedicato a Nancy Grace Roman, la prima astronoma capo della NASA e figura fondamentale nella nascita del telescopio spaziale Hubble, tanto da essere ricordata come la “madre di Hubble”.
È proprio con Hubble che il confronto diventa più interessante. Roman avrà una risoluzione e una sensibilità nell’infrarosso paragonabili a quelle dello storico telescopio spaziale, ma potrà osservare contemporaneamente un campo visivo oltre cento volte più ampio.
In pratica, mentre Hubble è ideale per esaminare in grandissimo dettaglio singole zone del cielo, Roman sarà particolarmente adatto a realizzare grandi censimenti cosmici. Potrà osservare milioni di stelle e galassie, aumentando enormemente le probabilità di trovare fenomeni rari e inattesi.
La quantità di dati prodotta sarà proporzionata alle sue capacità. Il sistema di comunicazione dovrebbe inviare sulla Terra circa 1,4 terabyte di dati scientifici ogni giorno, il più alto flusso di dati mai previsto per una missione astrofisica della NASA.
Alla ricerca della materia e dell’energia oscura
Uno degli obiettivi principali sarà ricostruire la distribuzione della materia oscura, una componente invisibile che rappresenterebbe circa il 27 per cento del contenuto dell’Universo, mentre la materia ordinaria – stelle, pianeti, gas e tutto ciò che conosciamo direttamente – ne costituisce meno del 5 per cento.
Non possiamo osservare direttamente la materia oscura, ma possiamo misurarne gli effetti gravitazionali. Roman analizzerà il modo in cui questi effetti deviano e distorcono la luce proveniente dalle galassie più lontane. Grazie a queste osservazioni sarà possibile costruire mappe sempre più precise della sua distribuzione cosmica e, forse, ottenere nuovi indizi sulla sua natura.
Ancora più enigmatica è l’energia oscura, alla quale viene attribuito il restante 68 per cento del contenuto dell’Universo e che sarebbe responsabile dell’accelerazione della sua espansione. Roman cercherà di capire come questa accelerazione sia cambiata nel corso di miliardi di anni. I suoi dati potrebbero inoltre contribuire ad affrontare la cosiddetta tensione di Hubble, cioè la discrepanza tra diversi metodi utilizzati dagli astronomi per determinare il ritmo di espansione dell’Universo.
A caccia di nuovi mondi simili alla Terra
Il nuovo telescopio guarderà anche molto più vicino, almeno in termini cosmici, verso i pianeti che orbitano intorno ad altre stelle. Roman è dotato di un coronografo di nuova generazione, un complesso sistema ottico progettato per attenuare la luce estremamente intensa delle stelle e rendere visibili i pianeti che si trovano nelle loro vicinanze. Secondo la NASA, il coronografo sarà in grado di individuare pianeti fino a cento milioni di volte meno luminosi della propria stella. Potrebbe riuscire a ottenere direttamente l’immagine della luce riflessa da un pianeta con dimensioni e caratteristiche simili a Giove.
Prima di entrare pienamente in attività, Roman dovrà raggiungere il punto di Lagrange L2 e completare una serie di test e calibrazioni. Questa fase durerà circa tre mesi. Le prime immagini scientifiche sono previste entro l’inizio del 2027.
Il telescopio non lavorerà da solo. Le sue osservazioni saranno coordinate con quelle di Hubble, James Webb, del telescopio europeo Euclid e dell’osservatorio Vera C. Rubin in Cile. La missione primaria è prevista per cinque anni, con una possibile estensione di altri cinque già programmata.
Roman è destinato a diventare uno degli strumenti scientifici fondamentali del prossimo decennio. Non solo perché guarderà più lontano, ma soprattutto perché sarà capace di osservare, in un colpo solo, porzioni molto più vaste del nostro Universo.