Roman skal kartlegge universet i en skala Hubble aldri har vært i nærheten av

NASAs Nancy Grace Roman Space Telescope er bygget for å gi astronomer et panoramabilde av det infrarøde universet – uten å gi avkall på den skarpheten vi forbinder med Hubble. Hovedinstrumentet, Wide Field Instrument (WFI), skal fotografere langt større deler av himmelen i hvert bilde. Det gjør det mulig å lage omfattende kart over galakser, materie, kosmisk ekspansjon og planeter utenfor solsystemet.

Når skal Roman skytes opp?

NASA oppgir 30. august 2026 som dagens planlagte oppskytingsdato. Samtidig beskriver annet NASA-materiale tidsplanen mer overordnet som en oppskyting senest i mai 2027. August-datoen bør derfor forstås som det nåværende målet, ikke som en ubetinget garanti.

Teleskopet skal etter planen skytes opp fra NASAs Kennedy Space Center i Florida med en SpaceX Falcon Heavy-rakett.

Hvor skal teleskopet operere?

Etter oppskytingen skal Roman reise til et område nær Sol–jord-systemets L2-punkt, omtrent 1,5 millioner kilometer fra jorden. Punktet ligger i retning bort fra solen sett fra jorden. Denne plasseringen skal legge til rette for infrarøde observasjoner og gi teleskopet en stabil geometri for å kartlegge store deler av himmelen.

Hvorfor har NASA bygget Roman?

Oppdraget skal undersøke noen av astrofysikkens største ubesvarte spørsmål:

• Mørk energi: Hva driver universets stadig raskere ekspansjon?
• Mørk materie: Hvordan er den usynlige materien fordelt, og hvordan har kosmiske strukturer vokst rundt den?
• Eksoplaneter: Hvor vanlige er planeter utenfor solsystemet – særlig kalde planeter med lav masse?
• Galakseutvikling: Hvordan har galakser og kvasarer endret seg gjennom milliarder av år?
• Infrarød astrofysikk: Hva kan infrarødt lys fortelle om støvete områder, fjerne galakser, stjerner og planetsystemer?

Der Hubble og Webb ofte undersøker ett spesielt svakt objekt om gangen, er Roman først og fremst bygget for å kartlegge store områder raskt og jevnt. Den store skalaen er viktig: Sjeldne objekter, kortvarige hendelser og svake mønstre i universets struktur blir enklere å finne – og måle statistisk – når utvalget er stort.

Den brede fordelen

Roman skal ha et Wide Field Instrument (WFI) med et kamera på 300 megapiksler. Synsfeltet blir minst 100 ganger større enn Hubbles, samtidig som instrumentet skal levere skarpe bilder på under ett buesekund. Hvert bilde vil dekke et område på himmelen som er større enn den tilsynelatende størrelsen på fullmånen.

Denne kombinasjonen gir Roman en særegen rolle i romastronomien:

1. Kartlegge mer himmel i hvert bilde. Roman kan lage omfattende kart på langt kortere tid enn teleskoper med smalere synsfelt.
2. Finne sjeldne objekter og hendelser. Et større utsyn øker sjansen for å oppdage uvanlige galakser, objekter i endring og kortvarige kosmiske fenomener.
3. Bygge bedre statistiske utvalg. Store kataloger gjør det lettere å skille reelle kosmiske signaler fra tilfeldige variasjoner.
4. Finne mål for oppfølgingsstudier. Hubble, James Webb og bakkebaserte observatorier kan undersøke de mest interessante objektene i større detalj.

NASA anslår at Roman kan måle lys fra omtrent én milliard galakser i løpet av oppdragets levetid. I løpet av de fem første årene er det ventet enorme datamengder: NASA oppgir rundt 11 terabit per dag og mer enn 20 petabyte i løpet av den første femårsperioden.

Hva skal Roman observere?

Det planlagte observasjonsprogrammet kombinerer tre sentrale kartlegginger med andre prosjekter innen generell astrofysikk. De tre hovedkartleggingene er High-Latitude Wide-Area Survey, High-Latitude Time-Domain Survey og Galactic Bulge Time-Domain Survey.

Kartleggingen av store områder skal kombinere bilder og spektroskopi over tusenvis av kvadratgrader. Hovedmålet innen kosmologi er å kartlegge hvordan galakser er fordelt, og å måle formene til fjerne galakser. De samme dataene vil også kunne brukes til å studere objekter i solsystemet, Melkeveiens struktur, nærliggende galakser, kvasarer og galakseutvikling tilbake mot perioden da universet ble reionisert.

Roman-dataene skal etter planen gjøres offentlig tilgjengelige uten en begrenset tilgangsperiode. Det betyr at mange forskergrupper kan analysere materialet og undersøke spørsmål som går langt utover oppdragets hovedmål.

Slik skal Roman undersøke mørk energi og mørk materie

For å studere mørk energi skal Roman måle både hvordan universet har utvidet seg, og hvordan strukturer har vokst over tid. NASA trekker frem flere metoder som utfyller hverandre, blant annet avstandsmålinger med supernovaer, målinger av galaksers rødforskyvning og baryoniske akustiske oscillasjoner, samt svak gravitasjonslinsing.

Svak gravitasjonslinsing er særlig nyttig i jakten på mørk materie. Tyngdekraften fra materie mellom oss og en fjern galakse bøyer lyset svakt og forvrenger galaksens tilsynelatende form. Når astronomer måler slike sammenhengende forvrengninger over store områder, kan de lage kart over all materie – også mørk materie, som ikke sender ut eller reflekterer lys vi kan registrere direkte.

Ved å sammenligne historien til universets ekspansjon med hvordan strukturer har vokst, kan forskerne teste ulike forklaringer på hvorfor ekspansjonen akselererer. Resultatene kan vise om mørk energi oppfører seg slik dagens modeller forutsier, eller om de peker mot en ny forståelse av tyngdekraft eller kosmologi.

Slik skal Roman finne eksoplaneter

Roman skal gjentatte ganger observere et tett stjerneområde mot sentrum av Melkeveien gjennom Galactic Bulge Time-Domain Survey. Her skal teleskopet bruke gravitasjonell mikrolinsing – en effekt der tyngdekraften til en forgrunnsstjerne midlertidig forstørrer lyset fra en fjernere bakgrunnsstjerne.

Hvis forgrunnsstjernen har en planet, kan planeten skape et kort ekstra utslag i lysstyrken. Mikrolinsing er spesielt nyttig for å finne kalde planeter, planeter med lav masse og planeter som ikke går i bane rundt noen stjerne. Slike verdener kan være vanskelige å oppdage med metoder som baserer seg på planetpassasjer eller målinger av stjernens hastighet.

Roman skal også ha med seg Coronagraph Instrument, men dette er en teknologidemonstrasjon – ikke oppdragets viktigste kamera. Instrumentet skal dempe lyset fra en vertsstjerne for å teste direkte avbildning av modne planeter på størrelse med Jupiter rundt nærliggende sollignende stjerner. Resultatene kan bidra til å utvikle fremtidige observatorier som kan avbilde mindre planeter, potensielt på størrelse med jorden.

Romans to instrumenter

Wide Field Instrument

WFI er Romans viktigste vitenskapelige instrument. Det skal ta infrarøde bilder av store himmelområder og utføre spektroskopi ved hjelp av flere filtre, et gitterprisme og et lavoppløselig prisme. Dette støtter oppdragets hovedprogrammer innen kosmologi, galakseutvikling, tidsvarierende fenomener og mikrolinsing.

Coronagraph Instrument

Koronagrafen er utviklet for teknologi med høy kontrast ved direkte avbildning. Oppgaven er å teste metoder for å blokkere eller undertrykke stjernelys, slik at langt svakere planeter kan oppdages ved siden av vertsstjernene sine. Instrumentet er en viktig teknologisk milepæl, men Romans fremste vitenskapelige styrke er fortsatt WFI og det enorme, panoramiske kartleggingsprogrammet.

Roman, Hubble og Webb: tre teleskoper med ulike roller

Roman skal ikke erstatte Hubble eller James Webb-teleskopet. De tre observatoriene er optimalisert for ulike typer observasjoner:

• Roman: Kartlegger store deler av himmelen raskt og finner mønstre, populasjoner, forbigående hendelser og interessante mål.
• Hubble: Fortsetter å levere skarpe observasjoner og et omfattende arkiv over utvalgte objekter og områder.
• Webb: Undersøker utvalgte mål i større detalj og kan se lenger tilbake i tid med høyere oppløsning enn Roman.

NASA beskriver forskjellen enkelt: Roman skal kartlegge brede områder, mens Hubble og Webb konsentrerer seg om bestemte objekter eller regioner. Romans store kart kan dermed fungere som et oppdagelses- og oversiktslag, før andre observatorier følger opp de mest interessante funnene.

Den største virkningen kan ligge i mengden data

Roman kan komme til å oppdage nye planeter, gi mer presise målinger av mørk energi og lage detaljerte kart over universets struktur. Men den bredere betydningen vil ligge i kombinasjonen av skarpe infrarøde bilder, spektroskopi, gjentatte observasjoner og åpne, enorme datasett.

Denne tilnærmingen gjør det mulig å studere både de største spørsmålene – hvordan universet utvider seg og hvordan strukturer blir til – og en lang rekke mindre. Det kan være alt fra det tette sentrum av Melkeveien til fjerne galakser og hittil ukjente planetsystemer.

Romans viktigste nyvinning er derfor ikke bare at teleskopet skal se lenger. Det skal se mye mer av himmelen på én gang – og gjøre universet til et kart som kan analyseres som en helhet, ikke bare som en samling enkeltobjekter.