O próximo grande passo na astronomia, o Telescópio Espacial Nancy Grace Roman observará o panorama geral em termos de espaço
 |
| O Telescópio Espacial Nancy Grace Roman é o próximo grande passo na astronomia. Crédito da imagem: GSFC/SVS |
O Telescópio Espacial Nancy Grace Roman é o futuro observatório espacial infravermelho da NASA que tentará abordar algumas das questões mais prementes da cosmologia, abordando os mistérios da energia escura.
O telescópio, também conhecido como "Roman" ou "Roman Space Telescope" também procurará planetas fora do sistema solar, exoplanetas, e investigará a física de estrelas distantes.
Com lançamento previsto para 2026 ou 2027, diz a NASA que o telescópio espacial possui um amplo campo de visão que lhe permitirá gerar grandes imagens nunca antes vistas do universo, essenciais para enfrentar alguns dos mistérios cósmicos mais prementes. A missão está projetada para durar cinco anos.
O telescópio espacial Roman estará situado no ponto 2 de Lagrange, um ponto gravitacional estável entre a Terra e o Sol localizado a cerca de 1,5 milhão de quilômetros do nosso planeta.
DE QUEM É O NOME DO TELESCÓPIO?
O Telescópio Espacial Nancy Grace Roman começou a vida como o Wide Field Infrared Survey Telescope (WFIRST) em 2010, ganhando seu nome atual apenas uma década depois, quando em maio de 2020 foi renomeado em homenagem a Nancy Grace Roman, uma cientista pioneira que serviu como primeira astrônoma-chefe da NASA, de 1961 a 1963. Roman faleceu em 26 de dezembro de 2018, aos 93 anos.
Durante sua vida, Roman foi carinhosamente conhecida como "a mãe do Hubble" o apelido surgiu devido ao fato de Roman defender incansavelmente novas ferramentas que permitissem aos cientistas estudar o universo mais amplo que levou ao lançamento do Telescópio Espacial Hubble em 1990.
 |
| Nancy Grace Roman é mais lembrada por ser a primeira chefe de astronomia no Office of Space Science na sede da NASA e a primeira mulher a ocupar um cargo executivo na agência espacial. Crédito da imagem: NASA |
Anunciando o novo apelido para o WFIRST em 2020, o então administrador da NASA, Jim Bridenstine disse: "É por causa da liderança e visão de Nancy Grace Roman que a NASA se tornou pioneira em astrofísica e lançou o Hubble, o telescópio espacial mais poderoso e produtivo do mundo".
“Não consigo pensar em um nome melhor para o WFIRST, que será o sucessor dos Telescópios Hubble e Webb da NASA.” Bridenstine continuou.
"O Roman está planejado para nos ensinar muito sobre exoplanetas e cosmologia, mas terá a capacidade de fazer muito mais", disse Samson A. Johnson, pós-doutorando do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, ao Space.com. "Agora, e até e depois de seu lançamento, haverá muitas oportunidades para os astrônomos proporem suas próprias ideias para o Roman, e há muitas perspectivas interessantes, como estudar buracos negros de massa estelar, pesquisas de trânsito de exoplanetas, pesquisas de asterossismologia e muito, muito mais." Johnson continuou.
CUSTO E DESENVOLVIMENTO DO TELESCÓPIO ESPACIAL NANCY GRACE ROMAN
 |
|
O Telescópio Espacial Nancy Grace Roman está em construção há muito tempo. Crédito da imagem: Daisy Dobrijevic com texto fornecido por Robert Lea.
|
O desenvolvimento do Telescópio Espacial Nancy Grace Roman foi feito principalmente pelo Goddard Space Flight Center da NASA, com a participação do Jet Propulsion Laboratory (JPL) e do Infrared Processing and Analysis Center, em Pasadena, Califórnia, do Space Telescope Science Institute em Baltimore, e uma equipe científica composta por pesquisadores de instituições nos Estados Unidos
Os projetos iniciais para o Telescópio Espacial Roman de 2011 sugeriam que ele seria equipado com um espelho menor de 1,3 m de diâmetro e um único instrumento. O design atual e final do telescópio foi apresentado em 2015 no Relatório WFIRST-AFTA 2015 da Equipe de Definição Científica (SDT) e do Escritório de Estudos WFIRST.
O título do artigo detalhando o telescópio Roman atualizado que chegará ao espaço no final desta década foi lançado em 2019, intitulado 'The Wide Field Infrared Survey Telescope: 100 Hubbles for the 2020s".
Em 2022, a NASA estimou o custo total de lançamento do telescópio Roman em US$ 255 milhões, o que inclui o serviço de lançamento e outros custos relacionados à missão.
O QUE O TELESCÓPIO ESPACIAL NANCY GRACE ROMAN FARÁ?
De acordo com o Relatório Final da Equipe de Definição Científica do WFIRST-AFTA o Telescópio Espacial Roman pesará 4.166 kg (9.184 libras) no lançamento e deverá transportar uma carga útil de 2.191 kg (4.830 lb).
O espelho primário do Telescópio Espacial Roman tem um diâmetro de 2,4 metros (7,9 pés), o mesmo tamanho do espelho do Hubble, mas menos de um quarto do peso de 186 kg (410 libras).
 |
| O espelho primário do Telescópio Espacial Roman tem 2,4 metros de diâmetro. Crédito da imagem: L3Harris Technologies |
O espelho concede ao telescópio um campo de visão quadrado de 0,281 graus e envia luz para os dois instrumentos principais transportados pelo Telescópio Espacial Roman, o Instrumento de Campo Amplo e o Instrumento Coronógrafo do telescópio. A forma em forma de barril da própria espaçonave bloqueia a luz indesejada do sol.
Isso permitirá que o Wide Field Instrument meça a luz de um bilhão de galáxias ao longo de seu tempo de operação de 5 a 5 anos, facilitando assim a missão principal do Telescópio Espacial Roman, investigar a energia escura.
Como aponta a NASA, os físicos estimam que a energia escura representa cerca de 68% do conteúdo total de energia/matéria do universo, mas têm pouca ideia do que realmente é. Uma maneira de resolver esse problema poderia ser observar como a influência da energia escura mudou ao longo do tempo.
O Wide Field Instrument no Telescópio Espacial Roman ajudará a investigar isso mapeando a distribuição da matéria em todo o universo e medindo como o universo se expandiu desde que tinha cerca de 500 milhões de anos, cerca de 4% de sua idade atual. Examinando o brilho e as distâncias das supernovas, as explosões que ocorrem no fim da vida das estrelas, o Telescópio Espacial Roman pode detectar os primeiros traços de energia escura, dando aos cientistas uma ideia de como a influência dessa força misteriosa cresceu ao longo do tempo.
Entre os outros objetivos do Roman, como o estudo de supernovas distantes e o exame de objetos na periferia do sistema solar, estará à caça de planetas em torno de outras estrelas.
PERGUNTAS FREQUENTES SOBRE O TELESCÓPIO NANCY GRACE ROMAN E A ENERGIA ESCURA RESPONDIDAS POR UMA ESPECIALISTA
Luz Ángela García
Luz Ángela García é pesquisadora de pós-doutorado em cosmologia na Universidad ECCI em Bogotá, Colômbia.
Fizemos a Luz Ángela García, uma pós-doutora em cosmologia em Bogotá, Colômbia, algumas perguntas sobre o Telescópio Espacial Nancy Grace Roman e a energia escura.
Como o Telescópio Espacial Nancy Grace Roman se compara ao Telescópio Espacial James Webb?
Ambos os telescópios são otimizados para trabalhar na faixa de comprimento de onda do infravermelho. No entanto, o JWST tem um campo de visão muito estreito e detalhado. Em vez disso, o Nancy Grace Roman cobrirá uma área muito ampla do céu. Uma maneira de entender isso é que os objetivos científicos de ambos os telescópios são diferentes e, portanto, sua cobertura deve se adaptar a essas necessidades observacionais.
O JWST visa recuperar linhas profundas de visão do céu. Por outro lado, o Roman nos fornecerá a “perspectiva geral". Ele complementará outras amplas pesquisas de galáxias realizadas a partir do solo, como o DESI ou o próximo Observatório Vera Rubin.
Como o Telescópio Espacial Nancy Grace Roman estudará a energia escura?
A maioria das capacidades do Nancy Grace Roman o tornará um instrumento adequado para estudar a natureza da energia escura. Devido à sua ampla cobertura do céu, o telescópio irá capturar um número sem precedentes de galáxias em seu campo de visão e a distribuição dessas galáxias em nosso universo, o que nos permitirá entender o efeito da energia escura em grandes escalas cosmológicas e o agrupamento e evolução de galáxias. Com um mapa tão extenso das galáxias, podemos recuperar uma previsão robusta do pico acústico.
Por outro lado, o Nancy Grace Roman se concentrará na detecção de sinais no infravermelho; assim, ele 'verá' galáxias que os atuais telescópios terrestres podem estar perdendo. Além disso, o telescópio observará um grande número de supernovas Ia (o mesmo tipo de objeto que levou ao conceito de energia escura e à expansão acelerada do universo em primeiro lugar). Mais importante ainda, suas descobertas sobre a energia escura e a estrutura em larga escala do Universo complementarão as feitas por outros observatórios.
Qual o impacto que o Telescópio Espacial Nancy Grace Roman terá na astronomia?
Cada novo telescópio fornece uma nova informação sobre a energia escura, a estrutura da matéria e o próprio universo. Este telescópio nos permitirá obter um mapa muito amplo das galáxias no infravermelho, portanto, não serão apenas galáxias próximas, mas principalmente galáxias iniciais cuja luz viajou por um longo tempo antes de atingir os espelhos do Roman, portanto, sua luz exibirá grandes desvios para o vermelho.
Mas o Nancy Grace Roman também abordará outros tópicos interessantes da disciplina, como exoplanetas realizando o maior censo de sistemas planetários em nossa galáxia e outros desafios astronômicos no infravermelho que nem o HST e nem o JWST podem enfrentar devido à sua visão estreita.
CAÇA A EXOPLANETAS
"O Roman vai nos ensinar sobre exoplanetas de duas maneiras. Primeiro, uma de suas Pesquisas Comunitárias Centrais foi projetada para detectar eventos de microlentes. Esses eventos são o alinhamento extremamente raro e quase perfeito de um objeto em primeiro plano e uma estrela de fundo, que é por que precisamos do grande campo de visão do Roman para monitorar esses eventos raros", explica Johnson. "A massa do objeto em primeiro plano dobra o espaço de tal forma que amplia a luz vinda da estrela de fundo, aumentando temporariamente seu brilho. Se houver planetas orbitando a estrela da lente, eles causarão desvios na ampliação que indicarão sua presença".
Usando a pequena curvatura da luz causada pela presença de massa, o Wide Field Instrument conduzirá um levantamento da Via Láctea e caçará cerca de 2.600 novos exoplanetas, de acordo com a NASA JPL.
À medida que este instrumento procura por novos exoplanetas, o Coronógrafo do Roman investigará dezenas de exoplanetas já descobertos, visualizando-os e realizando observações espectroscópicas, absorção e emissão de luz e outras radiações.
Examinar a luz à medida que ela passa pelas atmosferas dos exoplanetas pode revelar os elementos que compõem essas atmosferas e pode ajudar os cientistas a detectar a presença de moléculas como água e moléculas orgânicas complexas que podem ser subprodutos da vida.
Atualmente, a tecnologia permite que os astrônomos detectem jovens exoplanetas brilhantes que são cerca de um milhão de vezes mais escuros que suas estrelas hospedeiras, mas muitos exoplanetas são mais fracos por suas estrelas por fatores de 100 milhões ou mais. Isso é especialmente verdadeiro para gigantes gasosos "maduros", como os próprios Júpiter e Saturno do sistema solar, ou mundos terrestres rochosos como a Terra.
"A segunda maneira pela qual o Roman estudará os planetas é usando seu Instrumento Coronográfico, que é uma demonstração tecnológica da primeira óptica adaptativa baseada no espaço", acrescenta Johnson. “Isso será crítico para o futuro das imagens diretas de planetas do espaço e abrirá caminho para a próxima geração de telescópios espaciais em busca de bioassinaturas na década de 2040”.
O Coronógrafo do Telescópio Espacial Roman será o primeiro sistema de coronógrafo de alto desempenho enviado ao espaço com testes de laboratório atuais indicando que o instrumento deve ser capaz de detectar exoplanetas um bilhão de vezes mais fracos que sua estrela hospedeira.
Isso torna o Roman um importante trampolim para futuras missões que visam a imagem e caracterizar planetas terrestres 10 bilhões de vezes mais fracos que sua estrela hospedeira.
CONFRONTO DO TELESCÓPIO ESPACIAL: NANCY GRACE ROMAN Vs JAMES WEBB Vs HUBBLE
Embora seja natural comparar as habilidades do telescópio espacial Hubble, do Telescópio Espacial James Webb e do próximo Telescópio Espacial Nancy Grace Roman, nenhum desses instrumentos é estritamente um substituto para seu antecessor, em vez disso, cada telescópio destina-se a complementar o outro. Embora todos os três instrumentos vejam o universo em infravermelho, eles oferecem diferentes perspectivas cósmicas.
Cobertura de comprimento de onda
0,5 a 2,3 mícrons (visível e infravermelho)
0,2 a 1,7 mícrons (luz ultravioleta a infravermelho próximo)
0,6 a 28 mícrons (infravermelho próximo, infravermelho médio e pequena quantidade de luz visível).
Diâmetro do espelho primário
6,5 metros de diâmetro (21 pés)
A cobertura de comprimento de onda de luz visível e infravermelha do Roman abrangerá 0,5 a 2,3 mícrons, o que representa um aumento de 20% em relação ao projeto original da missão. A NASA diz que esse alcance permitirá que o telescópio colabore melhor com o Telescópio Espacial Hubble, que visualiza o universo em luz ultravioleta a luz infravermelha próxima, 0,2 a 1,7 mícrons, e o JWST que observa o cosmos em infravermelho próximo, infravermelho médio e uma pequena quantidade de luz visível, de 0,6 a 28 mícrons.
O espelho revestido de prata do Roman é do mesmo tamanho que o espelho primário do Hubble, mas é ofuscado pelo espelho revestido de ouro de 6,5 metros de diâmetro (21 pés) do JWST. Este enorme espelho feito de 18 segmentos hexagonais torna o JWST 100 vezes mais poderoso que o Hubble e pode ver objetos 100 vezes mais fracos que o Hubble, permitindo que ele veja mais profundamente o universo. Como a luz tem uma velocidade de viagem finita, isso significa que o JWST também pode ver mais para trás no tempo do que o Hubble.
 |
| Cada telescópio destina-se a complementar o outro. Crédito da imagem: NASA |
"A melhor maneira de comparar o Roman e o Webb é, na verdade, compará-los com o Hubble. A grande vantagem do Webb sobre o Hubble é que ele é muito mais sensível e pode detectar fontes de luz 100 vezes mais fracas que o Hubble", disse Johnson. "Isso torna o Webb um excelente observatório do tipo 'canivete suíço', muito flexível e pode observar uma ampla gama de objetos, desde as primeiras galáxias até exoplanetas com imagens diretas."
O Roman tem uma sensibilidade semelhante ao Hubble, mas tem um campo de visão muito mais amplo. Em um apontamento, o Roman pode observar um pedaço do céu 100 vezes maior do que o Hubble em um único apontamento. Isso torna Roman excelente em observar milhares de galáxias ao mesmo tempo ou dezenas de milhões de estrelas em uma imagem".
A NASA estima que a visão infravermelha do Roman também deve permitir que o telescópio veja o universo quando ele tinha pouco mais de 300 milhões de anos. Embora a principal força do Roman, de acordo com a NASA, é o tamanho do seu campo de visão.
 |
| O campo de visão do Wide Field Instrument do Roman é 100 vezes maior do que a exposição mais ampla do Hubble. Crédito da imagem: NASA Goddard Media Studios |
O campo de visão do Wide Field Instrument do Roman é 100 vezes maior do que a exposição mais ampla do Hubble. O Roman irá, portanto, gerar visões muito maiores do cosmos, ao mesmo tempo em que corresponde à nítida resolução infravermelha do Hubble. Em seus primeiros cinco anos de operação, o Roman irá obter imagens 50 vezes mais do céu noturno do que o Hubble fez desde 1990. Embora o Hubble ainda possa capturar algo que o Roman não pode fornecer, observações ultravioletas de alta resolução, demonstrando assim que mesmo o mais antigo desses três 'megatelescópios' não é de forma alguma obsoleto por seus predecessores.
Isso permitirá que Roman localize alvos em sua visão de campo amplo para o Hubble acompanhar em infravermelho e para o JWST obter uma visão mais clara e profunda.
“Combinar as descobertas do Telescópio Espacial Roman com as do Hubble e do Webb pode revolucionar nossa compreensão em uma infinidade de atividades cósmicas”, diz a NASA.
♦ Todos os artigos baseados em tópicos são determinados por verificadores de fatos como corretos e relevantes no momento da publicação. Texto e imagens podem ser alterados, removidos ou adicionados como uma decisão editorial para manter as informações atualizadas.
RECURSOS ADICIONAIS
A inspiração por trás do Telescópio Espacial Nancy Grace Roman e de muitas das missões pioneiras da NASA é sua primeira astrônoma-chefe, Nancy Grace Roman. Você pode ler sobre sua vida com suas próprias palavras em uma entrevista realizada antes de sua morte em 2018, durante uma série de entrevistas que ela deu à NASA.
A principal missão do Telescópio Espacial Nancy Grace Roman será a investigação da energia escura. Você pode obter informações sobre essa força misteriosa que impulsiona a expansão do universo, com esses recursos da NASA. Teste suas habilidades de observação com o jogo Roman Space Observer da NASA.
BIBLIOGRAFIA
- The Nancy Grace Roman Space Telescope, NASA Goddard Space Flight Center, [Acesso em 26/01/23], [https://roman.gsfc.nasa.gov/]
- The Nancy Grace Roman Space Telescope, NASA JPL, [Acesso em 26/01/23], [https://www.jpl.nasa.gov/missions/the-nancy-grace-roman-space-telescope]
- Roman Space Telescope, STScI, [Acesso em 26/01/23], [https://www.stsci.edu/roman]
- NASA Awards Launch Services Contract for Roman Space Telescope, NASA TV, [Acesso em 26/01/23], [https://www.nasa.gov/press-release/nasa-awards-launch-services-contract-for-roman -telescópio espacial]
- Visão geral da missão do Telescópio Espacial Roman, NASA, [Acesso em 26/01/23], [https://roman.gsfc.nasa.gov/about.html]
- Começa a montagem da próxima ferramenta da NASA para estudar exoplanetas, NASA TV, [2022], [https://www.nasa.gov/feature/jpl/assembly-begins-on-nasa-s-next-tool-to-study -exoplanetas]
- Nancy Roman (1925-2018), Astrônoma/"Mãe do Hubble" NASA, [Acesso em 26/01/23], [https://solarsystem.nasa.gov/people/225/nancy-roman-1925-2018/]
- Por que o telescópio espacial Roman, NASA Goddard Space Flight Center, [Acesso em 26/01/23], [https://roman.gsfc.nasa.gov/why_Roman_Space_Telescope.html]
Junte-se aos nossos Canais Espaciais para continuar falando sobre o espaço nas últimas missões, céu noturno e muito mais! Siga-nos no facebook, twitter e instagram. Inscreva-se no boletim informativo. E se você tiver uma dica, correção ou comentário, informe-nos aqui ou pelo e-mail: gaiaciencia@gaiaciencia.com.br
Referência:
LEA, Robert. What is the Nancy Grace Roman Space Telescope? Space, Nova York, 15, fev. 2023. References. Disponível em: <https://www.space.com/nancy-grace-roman-space-telescope>. Acesso em: 05, mar. 2023.
Marcello Franciolle F I P E
Founder - Gaia Ciência
Marcello é fundador da Gaia Ciência, que é um periódico científico que foi pensado para ser uma ferramenta para entender o universo e o mundo em que vivemos, com temas candentes e fascinantes sobre o Universo e Ciências da Terra para inspirar e encantar as pessoas. Ele é graduando em Administração pelo Centro Universitário N. Sra. do Patrocínio (CEUNSP) – frequentou a Universidade de Sorocaba (UNISO); graduação em Análise de Sistemas e onde participou do Encontro de Pesquisadores e Iniciação Científica (EPIC). Suas paixões são literatura, filosofia, poesia e claro ciência.
