Космическое агентство НАСА США готовит к запуску свой следующий флагманский космический обсерваторию. Ученые планируют использовать этот аппарат для изучения величайших тайн Вселенной, включая темную энергию и темную материю, а также для проверки гравитации в огромных масштабах и поиска планет за пределами Солнечной системы.
Запуск телескопа Нэнси Грейс Роман, проект стоимостью около 4 миллиардов долларов США, намечен на воскресенье в Космическом центре Кеннеди НАСА во Флориде. Аппарат будет выведен на орбиту с помощью ракеты SpaceX Falcon Heavy. По данным официальных лиц американского космического агентства, запуск состоится на девять месяцев раньше запланированного срока.
Телескоп Роман является преемником телескопа Хаббл, запущенного в 1990 году, и телескопа Джеймса Уэбба, запущенного в 2021 году. Он обладает возможностями, которые могут расширить знания, полученные этими новаторскими обсерваториями, которые продолжают функционировать.
Панорамный обзор космоса и высокая скорость обследования нового телескопа предоставляют ученым возможность изучать космос беспрецедентным образом, поскольку широкоугольные исследования позволят анализировать его структуру, состав и эволюцию.
Джули МакЭнери, старший научный сотрудник проекта Роман в Центре космических полетов Годдарта НАСА в Мэриленде, сообщила репортерам: «Обширный охват Романа позволит нам найти странное, редкое и необычное». Она добавила, что основной прибор Романа сочетает исключительную производительность и чувствительность с возможностью быстро и эффективно исследовать большие области неба. По словам МакЭнери, основное исследование телескопа займет более года.
Структура Вселенной
МакЭнери объяснила, что данное исследование охватит более двух миллиардов галактик, что позволит изучить, как росли и развивались структуры во Вселенной — звезды, галактики и скопления галактик. Кроме того, будет измерено, как расширялась наша Вселенная с течением времени. Эти данные станут ключом к раскрытию фундаментальной природы темной материи, темной энергии и самой ткани Вселенной.
Событие Большого взрыва, произошедшее примерно 13,8 миллиарда лет назад, положило начало Вселенной, которая с тех пор постоянно расширяется. В 1998 году ученые обнаружили, что это расширение на самом деле ускоряется, и гипотетической причиной этого процесса была названа невидимая сила — темная энергия.
Состав Вселенной включает обычную материю — звезды, планеты, газ, пыль и все знакомые элементы Земли, а также темную материю и темную энергию, физическая природа которых остается неизвестной. Обычная материя составляет, по оценкам, около 5% содержимого. Темная материя, известная по ее гравитационному влиянию на галактики и звезды, может составлять около 27%. Темная энергия, предположительно, составляет около 68%.
Космолог Мустафа Ишак из Техасского университета в Далласе, член научной группы Романа, задался вопросом: «Какие ключевые вопросы существуют: является ли темная энергия просто свойством пустого пространства, которое остается постоянным со временем, или оно эволюционирует?»
Недавние результаты коллаборации DESI — Инструмента спектроскопии темной энергии — указывают на многообещающие признаки временной эволюции темной энергии. Ишак отметил, что наблюдаемое ускорение может указывать на необходимость модификации нашей теории гравитации в самых больших масштабах. Ответ на этот вопрос является одной из важнейших целей современной космологии.
Физик Альберт Эйнштейн представил свою теорию общей относительности в 1915 году, объяснив гравитацию, и она остается основополагающей. Телескоп Роман картирует скопление галактик и то, как материя искривляет свет посредством явления, называемого гравитационным линзированием.
По мнению Ишака, такие измерения позволяют проверить, остается ли теория Эйнштейна действительной на протяжении миллиардов световых лет, или требуются изменения в теории гравитации. Он подчеркнул, что это важно, поскольку затрагивает один из самых фундаментальных вопросов физики: какой закон управляет Вселенной в ее крупнейших масштабах?
На сегодняшний день было обнаружено более 6 350 экзопланет — планет за пределами нашей Солнечной системы, пока ученые ищут доказательства потенциальной жизни вне Земли. Роман проведет один из самых всесторонних поисков экзопланет в истории. Ожидается, что он обнаружит тысячи новых планет и предоставит первую статистическую сводку планетных систем, подобных нашей. Кроме того, он продемонстрирует новые технологии для прямого изображения некоторых относительно близких экзопланет.
После запуска и отделения от ракеты телескоп направится к точке Лагранжа 2, расположенной примерно в 1,6 миллионах километров от Земли, что примерно в четыре раза дальше, чем Луна. Телескоп Уэбб также находится в этой орбитальной точке, тогда как Хаббл находится на низкой околоземной орбите.
Миссия Романа запланирована на пять лет, хотя НАСА заявило, что у телескопа может хватить топлива еще на пять лет. Администрация президента США Дональда Трампа пыталась в течение обоих своих сроков сократить или полностью прекратить финансирование Романа, однако Конгресс США сохранил это финансирование. Телескоп назван в честь Нэнси Грейс Роман, первого главного астронома НАСА. Роман скончалась в 2018 году в возрасте 93 лет.
