V roce 2025, Nancy Grace Romanová vesmírný dalekohled odstartuje do vesmíru. Pojmenováno na počest prvního hlavního astronoma NASA (a tzv. Matka Hubblea “),římskýdalekohled bude nejpokročilejší a nejvýkonnější observatoř, která kdy byla nasazena. S kamerou stejně citlivou jako její předchůdci a geodetické funkce nové generace,římskýbude mít sílu „ Sto Hubbleů .'
Aby splnil své vědecké cíle a prozkoumal některá z největších záhad vesmíru,římskýbude vybavena řadou infračervených filtrů. Ale s rozhodnutím přidat nový blízký infračervený filtr,římskýpřekoná svůj původní design a bude schopen prozkoumat 20 % infračerveného vesmíru. To otevírá dveře pro vzrušující nový výzkum a objevy, od okraje Sluneční soustavy až po nejvzdálenější části vesmíru.
Nové schopnosti
S tímto novým filtremřímskýbude nyní mít kapacitu pro blízké infračervené pásmo K (2,0 až 2,4 mikronů), což mu poskytne efektivní rozsah 0,5 až 2,3 mikronů v infračervené vlnové délce. Zatímcořímskýje optimalizován pro studium exoplanet a expanze kosmu (kvůli výzkumu Temná energie ), jeho obrovské zorné pole zachytí všechny druhy kosmologických jevů.
Tento složený snímek ilustruje možnost pozorování „ultrahlubokého pole“ římským vesmírným dalekohledem. Poděkování: NASA/ESA/A. Koekemoer (STScI)/DSS
Díky tomuto novému filtru bude mise schopna vidět dále do vesmíru, sondovat hlouběji do prašných oblastí vesmíru a zobrazit více slabších a chladnějších typů objektů. George Helou, jeden z obhájců modifikace, je ředitelem IPAC v Caltech v Pasadeně. Jak vysvětlil v NASA tisková zpráva :
„Zdánlivě malá změna rozsahu vlnových délek má obrovský účinek. Roman díky výhodám vesmíru pro infračervenou astronomii uvidí věci, které jsou 100krát slabší než nejlepší pozemní průzkumy v K-pásmu. Je nemožné předpovědět všechny záhady, které Roman pomůže vyřešit pomocí tohoto filtru.“
Kromě toho toto vylepšení jeho schopností umožní více spolupráce mezi nimiřímskýa další „velké observatoře“ NASA, které budou stále funkční. Mezi ně patří ctihodní Hubble (která studuje vesmír nepřetržitě 30 let) a Vesmírný dalekohled Jamese Webba (spuštění je naplánováno na 31. říjnaSvatý, 2021). Každá z těchto observatoří má svůj vlastní pozorovací rozsah.
ZatímcoHubblemůže vidět světlo o vlnové délce 0,2 až 1,7 mikronu, což umožňuje pozorování v ultrafialovém až blízkém infračerveném světle,James Webbbude schopen provádět průzkum od 0,6 do 28 mikronů – od blízkého infračerveného po střední infračervené, plus malé množství viditelného světla. DíkyŘímský'Díky vylepšenému dosahu a mnohem většímu zornému poli bude schopen odhalit další cíle pro následná pozorování těmito dalšími observatořemi.
Centrální oblast Mléčné dráhy v infračerveném světle získané Spitzerovým vesmírným teleskopem NASA. Poděkování: NASA/JPL-Caltech/S. Stolový (Spitzer Science Center/Caltech)
Objekty blíž k domovu…
Pro začátek tyto upgrady umožní studium malých tmavých těles, jako je mnoho ledových objektů, které zabírají velký prstenec trosek na okraji Sluneční soustavy (tzv. Cooperův pás ). To mu umožní zkoumat kosmologická tělesa, která by jinak nebylo možné studovat, jako jsou prachové prstence, chladnější hvězdy a planety. Umožní také vědcům pozorovat menší, tmavší objekty ve Sluneční soustavě a vytvořit jejich sčítání.
To bude zvláště užitečné, pokud jde o studium objektů mimo oběžnou dráhu Neptunu, který je osídlen pásem ledových objektů známým jako Kuiperův pás. Spolu s hlavním pásem asteroidů jsou objekty v této oblasti v podstatě zbytky materiálu z protoplanetárního disku, který obíhal kolem našeho Slunce zhruba před 4,5 miliardami let (a z něhož se zformovaly planety Sluneční soustavy).
Jsou životně důležitými příležitostmi pro výzkum, protože od prvních dnů Sluneční soustavy zůstaly do značné míry nezměněny. Tato oblast je také zdrojem dlouhodobých komet, o kterých se předpokládá, že hrály zásadní roli v distribuci vody ve sluneční soustavě. Studium Předměty Kuiperova pásu (KBOs) proto poskytne astronomům pohled na ranou sluneční soustavu a na to, kolik vody na Zemi pochází z komet.
V srdci naší Galaxie…
Jedním z nejvíce frustrujících aspektů studia vesmíru je způsob, jakým prach a plyn znesnadňují jasné vidění věcí. Podél roviny Mléčné dráhy je mnoho objektů zahaleno mračny materiálu, který se pohybuje mezi hvězdami – známými jako Mezihvězdné médium (ISM). Ty způsobují, že se viditelné světlo rozptyluje a pohlcuje, což ztěžuje pozorování středu naší galaxie a toho, co leží za ní.
Vzhledem k tomu, že infračervené světlo se šíří v delších vlnách, může těmito mraky procházet volněji, což umožňuje astronomům pronikat mlhavými skvrnami a studovat objekty, které by jinak byly neviditelné. SřímskýDíky novému filtru bude observatoř schopna vidět přes oblaka prachu až třikrát hustší než dříve, což nám pomůže dozvědět se více o struktuře a populaci Mléčné dráhy.
římskýRozšířený pohled astronomům také umožní studovat třídu „neúspěšných hvězd“ známých jako hnědé trpaslíky , což se týká objektů, které nejsou dostatečně masivní, aby ve svých jádrech prošly jadernou fúzí. Astronomové se těší zejména na studium hnědých trpaslíků umístěných v blízkosti srdce naší galaxie, kde se supernovy vyskytují častěji.
Je již dobře známo, že supernovy při explozi osévají své okolí novými prvky. Astronomové se domnívají, že to mohlo mít vliv na vznik hvězd a planet v této blízkosti. Měřením složení hnědých trpaslíků se budou moci dozvědět více o rozdílech mezi objekty v blízkosti srdce naší galaxie a těmi, které se nacházejí ve spirálních ramenech.
Jak vysvětlila Julie McEnery, vedoucí projektu římského vesmírného teleskopu v Goddard Space Flight Center NASA tisková zpráva :
„Je neuvěřitelné, že můžeme provést tak působivou změnu mise poté, co všechny primární komponenty již prošly kritickými kontrolami návrhu. Pomocí nového filtru budeme schopni vidět celý infračervený rozsah, který je dalekohled schopen pozorovat, takže maximalizujeme vědu, kterou Roman dokáže.'
Vizualizované elektromagnetické spektrum. Kredit: NASA
A za!
TheřímskýNové upgrady také přinesou nové příležitosti k průzkumu nejvzdálenějších končin vesmíru. Jak světlo prochází rozpínajícím se vesmírem, jeho vlnová délka se prodlužuje do té míry, že je vidět pouze v jiných částech spektra. Například „reliktní záření“, které zbylo z Velkého třesku – kosmické mikrovlnné pozadí (CMB) – je viditelné pouze na mikrovlnném konci spektra (10-3m).
Díky nejnovějšímu upgraduřímskýbudou moci pozorovat vesmír, jaký byl pouhých 300 000 let po velkém třesku. Tato doba se shoduje s kosmickým „Doba temna“, kdy se první hvězdy a galaxie teprve začínaly formovat. Jediné fotony, které v té době existovaly, byly ty, které vznikly jako výsledek rekombinace (viditelné jako CMB) a fotony uvolněné neutrálními atomy vodíku – viditelné jako 21 cm záření.
Ve zkratce,římskýby byli schopni studovat první galaxie ve vesmíru, když byly ještě v procesu formování. Nový filtr by mohl poskytnout další prostředek k měření rychlosti rozpínání vesmíru, jinak známého jako Hubbleova konstanta . To bude možné studiem proměnných hvězd, jako jsou cefeidy a proměnné RR Lyrae, o kterých je známo, že se periodicky zjasňují a stmívají.
Porovnáním vnitřní jasnosti těchto hvězd s jejich zdánlivou jasností ze Země mohou astronomové určit, jak daleko jsou. Z tohoto důvodu astronomové hledají tyto hvězdy ve vzdálených kupách a galaxiích jako způsob měření jejich vzdálenosti a rychlosti, jakou se od nás vzdalují.
Porovnáním pohybu galaxií, které jsou blíže našim vlastním, a galaxií, které jsou miliardy světelných let daleko, jsou astrofyzikové schopni stanovit omezení na celkovou rychlost expanze. Díky zavedení observatoří, jako je napřHubbleův vesmírný dalekohled, astronomové byli schopni vidět dále do vesmíru (a tedy zpět v čase). To ukázalo, že před 3 miliardami let se rychlost expanze zrychlila.
Pozorováním hvězd Cepheid a RR Lyrae v infračerveném světle budou vědci schopni měřit kosmické vzdálenosti s větší přesností. To zase vyjasní nesrovnalosti, které přinesla předchozí měření Hubbleovy konstanty. Jako McEnery shrnuto :
„Vylepšení Romanova vidění dále do infračerveného záření poskytuje astronomům nový výkonný nástroj k průzkumu našeho vesmíru. Pomocí nového filtru budeme objevovat rozsáhlé oblasti, od vzdálených galaxií až po naše místní sousedství.“
Další čtení: NASA
