NASAs Roman-teleskop skal kartlegge milliarder av galakser og jakte på fremmede planeter

Hvor skal Roman befinne seg?

Etter oppskytingen skal teleskopet reise til sol–jord-systemets L2-punkt, et stabilt område rundt 1,5 millioner kilometer fra jorden. Der kan Roman gå rundt solen samtidig som det holder en praktisk posisjon i forhold til jorden og solen. NASAs tekniske spesifikasjoner angir L2 som observatoriets planlagte arbeidssted.

Før avreise har bakkemannskapene fylt teleskopet med rundt 290 amerikanske gallons hydrazin – omtrent 1 100 liter. Drivstoffet skal blant annet brukes til å korrigere banen etter oppskytingen og holde observatoriet på riktig plass.

Den planlagte hovedfasen av oppdraget er fem år, med et mål om ti års drift.

Jakten på mørk energi

Et av Roman-teleskopets viktigste mål er å finne ut hva som driver universets akselererende ekspansjon. Astronomene omtaler den ukjente årsaken som mørk energi.

Roman skal angripe problemet fra flere kanter. Det skal blant annet kartlegge hvordan galakser er fordelt i rommet, måle hvordan lys bøyes av gravitasjon, og undersøke type Ia-supernovaer – eksploderende stjerner som kan brukes til å beregne kosmiske avstander.

Ved å kombinere disse målingene kan forskerne teste om mørk energi oppfører seg som en kosmologisk konstant, eller om den endrer seg over tid. Observasjonene kan også vise om dagens teori om tyngdekraft, Einsteins generelle relativitetsteori, trenger justering på de største avstandene.

Et kart over den usynlige massen

Mørk materie sender ikke ut lys, men den avslører seg gjennom gravitasjonen sin. Når lyset fra fjerne galakser passerer gjennom områder med mye masse, blir det bøyd og strukket. Ved å måle små endringer i galaksenes former kan forskerne lage kart over mørk materie – også der den ikke kan observeres direkte.

Roman skal måle slike effekter over store områder og dermed gi et statistisk langt bedre bilde av hvordan materie klumper seg i universet.

Rundt 100 000 planeter med en gravitasjonseffekt

Roman skal også undersøke sentrum av Melkeveien, der hundrevis av millioner stjerner ligger tett i tett. Her skal teleskopet bruke gravitasjonsmikrolinsing for å lete etter eksoplaneter.

Metoden oppstår når en stjerne passerer nesten foran en fjernere stjerne sett fra jorden. Gravitasjonen til den nærmeste stjernen fungerer da som en linse og forsterker lyset fra bakgrunnen. En planet rundt den nærmeste stjernen kan skape en kortvarig ekstra endring i lysstyrken.

Mikrolinsing er særlig nyttig for å oppdage kalde planeter langt fra moderstjernen – og i noen tilfeller planeter som ikke går i bane rundt noen stjerne i det hele tatt. Det utfyller metoder som ser etter planeter når de passerer foran stjernen sin.

NASA anslår for tiden at Roman kan finne rundt 100 000 planeter gjennom denne teknikken. Påstander om opptil 200 000 er høyere enn det tallet NASA bruker i sitt nåværende materiale.

Kan Roman ta bilder av planeter?

Roman får også et Coronagraph Instrument. En koronagraf blokkerer deler av det sterke lyset fra en stjerne, slik at svakere objekter i nærheten kan bli synlige.

Instrumentet skal først og fremst være en teknologidemonstrasjon. Det skal forsøke å ta direkte bilder og spektre av utvalgte store eksoplaneter og støvskiver der nye planetsystemer kan være under dannelse. Teknologien kan bli viktig for framtidige romteleskoper som skal undersøke mindre og potensielt beboelige verdener.

Roman og Webb: samarbeid, ikke konkurranse

Roman skal ikke erstatte James Webb Space Telescope. De to observatoriene er utviklet for ulike typer arbeid.

Roman er optimalisert for brede undersøkelser i nær-infrarødt lys og for å finne store populasjoner av galakser, supernovaer og planeter. Webb kan deretter rette det langt mer detaljerte blikket sitt mot utvalgte objekter. Roman kan med andre ord fungere som et kosmisk kartotek som peker ut sjeldne eller spesielt interessante mål for Webb.

Alle Roman-observasjonene skal etter planen gjøres offentlig tilgjengelige uten en periode der bare prosjektgruppen har tilgang til dataene.

Hva vet vi ikke sikkert ennå?

Roman vil produsere enorme datamengder, men det finnes ikke tilstrekkelig støtte i de tilgjengelige NASA-kildene for det presise tallet på 500 terabyte i året. Det samme gjelder påstanden om at teleskopet skal kartlegge Melkeveien på én måned, sammenlignet med Hubbles angivelige århundre.

Det som er godt dokumentert, er at Roman kombinerer Hubble-lignende skarphet med et synsfelt minst 100 ganger større. Det kan flytte astronomien fra studier av enkeltobjekter til presise folketellinger av galakser, planeter og kosmiske strukturer – og gi forskerne et bedre grunnlag for å forstå både universets utvikling og vår plass i det.