Kosmiczny Teleskop Nancy Grace Roman stworzy szczegółową mapę Drogi Mlecznej

Astronomowie ogłosili plany bezprecedensowego badania płaszczyzny Drogi Mlecznej za pomocą NASA Nancy Grace Roman Space Telescope. Teleskop zajrzy głębiej we wnętrze naszej galaktyki, mapując więcej gwiazd niż wszystkie poprzednie obserwacje razem wzięte.

„Istnieje naprawdę szeroki zakres badań, które moglibyśmy przeprowadzić dzięki takiemu przedsięwzięciu, od formowania się i ewolucji gwiazd po pył między gwiazdami i dynamikę serca galaktyki” – tłumaczy Catherine Zucker, astrofizyk z Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian w Cambridge.

Badanie płaszczyzny galaktycznej było najwyżej ocenionym zgłoszeniem, po zebraniu pomysłów na eksperymenty możliwe do przeprowadzenia za pomocą Teleskopu Roman. Dzięki temu społeczność naukowa będzie współpracować nad zaprojektowaniem programu obserwacyjnego przed wystrzeleniem Roman w maju 2027 roku.

„Wystąpi wiele kompromisów, ponieważ naukowcy będą musieli wybrać na przykład między tym, jak duży obszar zbadać i jak dokładnie go zmapować we wszystkich możliwych filtrach teleskopu” – mówi Robert Benjamin, astronom z University of Wisconsin-Whitewater.

Szczegóły badania nie zostały jeszcze ustalone, ale naukowcy twierdzą, że gdyby obejmowało ono około tysiąc stopni kwadratowych – obszar nieba tak duży jak 5 tysięcy księżyców w pełni – mogłoby ujawnić ponad 100 miliardów obiektów kosmicznych (głównie gwiazd).

„Byłoby to bardzo blisko pełnego spisu wszystkich gwiazd w naszej galaktyce, a zajęłoby to tylko około miesiąca. Obserwacja tak dużego obszaru nieba za pomocą teleskopów Hubble’a lub Jamesa Webba zajęłaby dziesięciolecia. Roman będzie maszyną badawczą przyszłości” – twierdzi Roberta Paladini z Caltech/IPAC w Pasadenie w Kalifornii.

Jednak badanie anatomii naszej galaktyki jest zdaniem astronomów zaskakująco trudne. Płaszczyzna Drogi Mlecznej zajmuje tak duży obszar na niebie, że jej szczegółowe poznanie może zająć bardzo dużo czasu. Naukowcy muszą również dokonywać obserwacji przez gęsty pył, który przesłania światło odległych gwiazd.

„Mamy bardzo niepełny obraz tego, jak wygląda druga połowa Drogi Mlecznej za centrum galaktyki” – zaznacza Zucker.

Naukowcy za pomocą urządzeń takich jak Kosmiczny Teleskop Spitzera przeprowadzili badania płaszczyzny galaktyki na dużym obszarze w dłuższych falach światła i uchwycili niektóre regiony formowania się gwiazd po drugiej stronie Drogi Mlecznej. Nie byli jednak w stanie dostrzec tak drobnych szczegółów, jak zrobi to Roman.

Zdaniem astronomów, połączenie dużego pola widzenia Romana, wyraźnej rozdzielczości i możliwości patrzenia przez pył sprawiają, że będzie to idealny instrument do badania Drogi Mlecznej. A obserwacja gwiazd w różnych długościach fal świetlnych – optycznych i podczerwonych – pomoże naukowcom pozyskać dane takie, jak temperatura gwiazd. Ta jedna informacja otwiera badaczom dostęp do znacznie większej ilości informacji, od etapu ewolucji i składu gwiazdy po jej jasność i rozmiar.

Roman zaoferuje nowe spojrzenie na strukturę centralnego regionu galaktyki znanego jako wybrzuszenie, „pas”, który rozciąga się w poprzek i ramiona spiralne, które odgałęziają się od niego. Jak twierdzą badacze możliwe będzie stworzenie obrazu 3D przeciwnej strony Drogi Mlecznej.

Niezwykłe zdolności obrazowania Teleskopu Roman pomogą astronomom dostrzec pojedyncze gwiazdy nawet w gwiezdnych żłobkach po odległej stronie galaktyki. Pomoże opracować nowy ogromny katalog gwiazd. Roman będzie w stanie mapować 10 razy dalej niż poprzednie precyzyjne tego typu działania przeprowadzone przez misję kosmiczną ESA (Europejskiej Agencji Kosmicznej) Gaia.

Jak zaznaczają naukowcy, Gaia zmapowała ponad 1 miliard gwiazd w 3D, w większości w promieniu około 10 tysięcy lat świetlnych. Roman będzie mógł zmapować do 100 miliardów gwiazd oddalonych o 100 tysięcy lat świetlnych lub więcej (rozciągających się do najodleglejszego krańca naszej galaktyki i dalej).

Badanie Płaszczyzny Galaktycznej jest pierwszym z ogólnych eksperymentów astrofizycznych zaplanowanych z wykorzystaniem Roman – jednym z kilku programów obserwacyjnych, które przeprowadzi teleskop.

Emil Gołoś