Apa yang akan dikaji Teleskop Angkasa Nancy Grace Roman NASA?

Roman mempunyai cermin utama berdiameter 2.4 meter—sama seperti Hubble. Perbezaan utamanya ialah kamera Wide Field Instrument (WFI). Instrumen ini menawarkan medan pandangan sekurang-kurangnya 100 kali lebih besar daripada Hubble, membolehkannya merakam kawasan langit yang jauh lebih luas tanpa mengorbankan ketajaman imej secara ketara.

Memahami tenaga gelap dan jirim gelap

Salah satu persoalan terbesar yang akan ditangani Roman ialah mengapa pengembangan alam semesta semakin pantas. Para saintis menganggap tenaga gelap mungkin menjadi puncanya, tetapi sifat sebenar tenaga ini masih belum diketahui.

Roman akan menggabungkan beberapa jenis pengukuran, termasuk:

• taburan galaksi dan cara galaksi berkumpul dalam ruang tiga dimensi;
• bentuk galaksi yang berubah akibat kanta graviti lemah; dan
• jarak serta kecerahan supernova jenis Ia, yang boleh digunakan sebagai penanda jarak kosmik.

Kanta graviti berlaku apabila jirim di hadapan membengkokkan cahaya daripada objek yang lebih jauh. Dengan mengukur kesan halus ini pada bentuk galaksi, penyelidik boleh menghasilkan peta jirim gelap—komponen yang tidak memancarkan cahaya tetapi mempengaruhi struktur alam semesta melalui graviti.

Gabungan data tentang pengembangan alam semesta dan pertumbuhan struktur kosmik akan membantu menguji sama ada tenaga gelap bertindak seperti pemalar kosmologi, atau sama ada teori graviti sedia ada perlu disemak pada skala terbesar.

Memburu planet menggunakan kanta mikro graviti

Roman juga akan memantau ratusan juta bintang di kawasan tengah Bima Sakti melalui Galactic Bulge Time-Domain Survey. Ia akan mencari perubahan cahaya singkat yang berlaku apabila sebuah bintang dan planetnya melintas hampir sebaris dengan bintang yang lebih jauh.

Fenomena ini dikenali sebagai kanta mikro graviti. Graviti objek di hadapan bertindak seperti kanta semula jadi, menyebabkan cahaya bintang latar kelihatan lebih terang buat sementara waktu.

Kaedah ini amat berguna untuk mengesan planet yang mengorbit jauh dari bintangnya—termasuk planet sejuk—serta planet terapung bebas yang tidak mengorbit mana-mana bintang. Planet sebegini sukar dikesan melalui kaedah transit, yang bergantung pada planet melintas di hadapan bintangnya dari sudut pandangan kita.

Anggaran semasa NASA ialah Roman boleh menemui sekitar 100,000 planet melalui teknik ini. Oleh itu, angka “sehingga 200,000” yang kadangkala disebut dalam laporan lain bukan angka semasa NASA.

Coronagraph: menguji cara merakam planet secara terus

Roman turut membawa Coronagraph Instrument, tetapi instrumen ini terutama merupakan demonstrasi teknologi, bukannya tinjauan utama misi.

Koronagraf akan menyekat sebahagian cahaya terang daripada bintang supaya planet yang jauh lebih malap di sekelilingnya dapat dilihat secara terus. Ia juga akan menguji keupayaan mendapatkan imej dan spektrum planet gergasi serta cakera habuk yang membentuk sistem planet.

Teknologi ini penting untuk misi masa depan yang mungkin menyasarkan planet berpotensi boleh didiami dan cuba mengkaji atmosfera dunia tersebut dengan lebih terperinci.

Sejauh mana luas tinjauan Roman?

Gabungan imej tajam dan medan pandangan luas membolehkan Roman meninjau langit dengan jauh lebih cekap berbanding teleskop yang direka untuk memerhati kawasan kecil secara mendalam. NASA menganggarkan Roman berpotensi mengukur cahaya daripada kira-kira satu bilion galaksi sepanjang hayat misinya.

Jumlah data yang besar itu akan membolehkan ahli astronomi mengkaji bukan sahaja objek luar biasa, tetapi juga pola keseluruhan—contohnya berapa kerap jenis planet tertentu wujud, bagaimana galaksi berkembang dan bagaimana jirim tersebar di seluruh kosmos.

Dakwaan khusus tentang penghasilan 500 terabait data setahun atau keupayaan meninjau kawasan Bima Sakti dalam sebulan berbanding satu abad bagi Hubble tidak disokong dengan jelas oleh sumber rasmi berautoriti yang tersedia. Spesifikasi NASA yang diterbitkan menyatakan kadar muat turun data sekitar 250 hingga 500 Mbps dan jumlah data kira-kira 11 terabit sehari.

Persiapan pelancaran

Salah satu pencapaian penting sebelum pelancaran ialah pengisian kira-kira 290 gelen bahan api hidrazina, bersamaan hampir 1,100 liter, di Pusat Angkasa Kennedy pada 25 Julai. Bahan dorong ini akan digunakan selepas pelancaran untuk membetulkan trajektori Roman dan mengekalkan kedudukannya di sekitar L2.

Roman mempunyai tempoh misi asas selama lima tahun, dengan sasaran operasi sehingga 10 tahun jika keadaan membenarkan.

Roman dan Webb: rakan penyelidikan, bukan pesaing

Roman tidak menggantikan Teleskop Angkasa James Webb (JWST). Kedua-duanya direka untuk tugasan yang berbeza dan saling melengkapi.

Roman dioptimumkan untuk tinjauan inframerah dekat dengan medan luas—sesuai bagi menemui objek yang jarang berlaku dan membina bancian besar-besaran. Webb pula lebih sesuai untuk mengkaji objek terpilih dengan lebih mendalam dan terperinci.

Dalam erti kata mudah, Roman boleh bertindak sebagai pemeta yang mengenal pasti sasaran penting di langit, manakala Webb boleh melakukan pemerhatian susulan secara dekat. Semua pemerhatian Roman juga dirancang untuk tersedia kepada komuniti saintifik tanpa tempoh akses terhad.

Mengapa misi ini penting?

Dengan memerhati alam semesta dalam skala yang luas, Roman berpotensi mengubah kajian kosmologi daripada analisis beberapa contoh kepada analisis populasi yang besar. Data itu boleh membantu menjawab persoalan asas: apakah tenaga gelap, bagaimana jirim gelap membentuk kosmos, dan sejauh mana sistem planet seperti Sistem Suria kita sebenarnya wujud.

Jika pelancaran pada 30 Ogos 2026 berjalan mengikut jadual, Roman akan menjadi salah satu instrumen utama generasi seterusnya untuk menghubungkan pemerhatian galaksi, graviti dan planet jauh dalam satu gambaran besar tentang alam semesta.