Teleskop Nancy Grace Roman: start 30 sierpnia i kosmiczny spis planet

Najważniejsze: nie „drugi Hubble”, lecz teleskop do wielkich przeglądów nieba

Nancy Grace Roman Space Telescope to nowe obserwatorium NASA zaprojektowane przede wszystkim do szybkiego i szerokiego mapowania kosmosu. Jego zwierciadło główne ma średnicę 2,4 m, czyli tyle samo co w teleskopie Hubble’a. Kluczowa różnica tkwi jednak w konstrukcji optycznej i kamerze: Roman będzie wykonywał ostre obrazy w bliskiej podczerwieni, obejmując za jednym razem obszar ponad 100 razy większy niż Hubble. 1 4 6

NASA planuje start misji 30 sierpnia 2026 r. o 7:26 rano czasu wschodniego USA (13:26 czasu polskiego). Teleskop ma zostać wyniesiony rakietą SpaceX Falcon Heavy z kompleksu startowego 39A w Centrum Kosmicznym im. Kennedy’ego na Florydzie. To nadal termin planowany, a nie gwarantowany — końcowy przegląd gotowości i głosowanie „go/no-go” zaplanowano na 28 sierpnia. 47 50 54

Przygotowania do startu

Roman został w pełni zmontowany 25 listopada 2025 r. w Centrum Lotów Kosmicznych im. Goddarda NASA. 51 W kolejnych miesiącach zespół przeszedł do końcowej kampanii startowej na Florydzie:

• 21 sierpnia NASA, zespoły misji Roman i SpaceX zakończyły Flight Readiness Review, czyli formalny przegląd gotowości do lotu. 47
• Tego samego dnia teleskop zamknięto w owiewce rakiety Falcon Heavy w Payload Hazardous Servicing Facility. 46
• 25 sierpnia osłonięty statek kosmiczny przewieziono do hangaru SpaceX przy kompleksie 39A. 45 50
• Na 28 sierpnia wyznaczono końcowy Launch Readiness Review przed planowanym startem 30 sierpnia. 50

Osiągnięcie tych kamieni milowych oznacza, że Roman przeszedł z etapu budowy do finałowej fazy przygotowań. Nie wyklucza to jednak opóźnienia z powodu problemów technicznych, pogody lub ograniczeń związanych z bezpieczeństwem na poligonie startowym.

Dlaczego Roman zobaczy znacznie więcej niż Hubble

Sercem obserwatorium będzie Wide Field Instrument (WFI) — kamera na podczerwień o rozdzielczości około 300 megapikseli. Jej pole widzenia jest ponad 100 razy większe niż w podczerwonej kamerze Hubble’a. Pojedyncze zdjęcie Romana obejmie obszar nieba większy niż pozorna średnica Księżyca w pełni, podczas gdy porównywalne obrazy Hubble’a są około 200 razy mniejsze. 1 2 6

W odpowiednio zaplanowanych programach obserwacyjnych Roman ma przeszukiwać niebo nawet 1000 razy szybciej niż Hubble, zachowując podobną czułość i rozdzielczość w głównych pasmach podczerwieni. 7 W ciągu pierwszych pięciu lat ma sfotografować ponad 50 razy większy obszar nieba niż Hubble w ciągu pierwszych 30 lat pracy. 4

Nie oznacza to, że Roman zastąpi Hubble’a. Hubble nadal będzie lepszym narzędziem do szczegółowych, punktowych obserwacji pojedynczych obiektów. Roman ma natomiast tworzyć wielkie, spójne mapy i wyłapywać interesujące cele, które później można zbadać dokładniej za pomocą Hubble’a, Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba lub obserwatoriów naziemnych.

Koronograf: próba sfotografowania bardzo słabych egzoplanet

Roman będzie miał dwa instrumenty naukowe: Wide Field Instrument oraz Coronagraph Instrument. Koronograf jest przede wszystkim demonstratorem technologii, a nie narzędziem do masowego poszukiwania bliźniaków Ziemi. 3 13

Plan zakłada wykorzystanie masek zasłaniających światło gwiazdy oraz odkształcalnych, aktywnie sterowanych zwierciadeł, które ograniczą pozostałe zniekształcenia obrazu. System ma osiągnąć kontrast rzędu jednej miliardowej, dzięki czemu będzie można bezpośrednio obrazować wybrane gazowe egzoplanety i dyski pyłowe, a także uzyskiwać ich widma o niskiej rozdzielczości. 3 10

To trudne zadanie, ponieważ światło planety odbite lub emitowane przez nią ginie w blasku gwiazdy macierzystej. Koronograf Romana ma więc znaczenie nie tylko dla obiektów, które sam zdoła zobaczyć. Będzie również testował rozwiązania, które mogą zostać wykorzystane w przyszłych misjach szukających mniejszych, potencjalnie zamieszkiwalnych planet.

Ciemna energia i pytanie o tempo rozszerzania Wszechświata

Jednym z głównych celów Romana jest zbadanie, dlaczego rozszerzanie się Wszechświata przyspiesza i jak w tym procesie rosną wielkoskalowe struktury kosmiczne. Teleskop połączy kilka niezależnych metod pomiarowych.

Skupiska galaktyk i oscylacje akustyczne barionów

Planowany przegląd szerokiego pola na dużych szerokościach galaktycznych ma objąć ponad 5000 stopni kwadratowych, czyli około 12 proc. nieba, w czasie niespełna półtora roku. Roman połączy obrazowanie ze spektroskopią, aby określać położenia, odległości i sposób rozmieszczenia galaktyk. 33 37

Jeden z referencyjnych projektów zakłada pomiar przesunięć ku czerwieni około 12 mln galaktyk na potrzeby badań baryonic acoustic oscillations (BAO), czyli barionowych oscylacji akustycznych. To pozostałość po falach dźwiękowych z młodego Wszechświata, która działa jak kosmiczna „linijka” do śledzenia historii ekspansji. 35

Słabe soczewkowanie grawitacyjne

Grawitacja materii znajdującej się między nami a odległymi galaktykami delikatnie zmienia ich pozorny kształt. Analizując te zniekształcenia w ogromnej próbce, Roman będzie mógł odtworzyć rozkład materii, w tym ciemnej materii, i sprawdzić, jak narastały struktury kosmiczne. W referencyjnym projekcie mowa o kształtach około 370 mln galaktyk poddanych soczewkowaniu. 35

Supernowe typu Ia

Obserwacje zmiennego nieba pozwolą również znaleźć i monitorować tysiące supernowych typu Ia aż do przesunięcia ku czerwieni około 2. Ich skalibrowana jasność oraz zmierzone przesunięcie ku czerwieni dostarczą wskaźników odległości na różnych etapach historii Wszechświata. 31

Łącząc odległości wyznaczane dzięki supernowym, kosmiczną „linijkę” BAO oraz mapę wzrostu struktur uzyskaną z soczewkowania, naukowcy sprawdzą, czy przyspieszona ekspansja pasuje do modelu stałej kosmologicznej, zmiennej ciemnej energii albo zmodyfikowanej teorii grawitacji. Roman powinien znacząco zaostrzyć te testy, ale nie ma gwarancji, że rozwiąże wszystkie nierozstrzygnięte problemy.

Czy Roman pomoże wyjaśnić napięcie Hubble’a?

Tak zwane napięcie Hubble’a to rozbieżność między szacunkami obecnego tempa rozszerzania się Wszechświata uzyskiwanymi przy użyciu różnych metod i z różnych epok kosmicznych. W analizowanym materiale różnicę tę opisano jako około 8 proc.

Roman nie rozstrzygnie tej kwestii jednym pomiarem. Jego przewaga polega na dostarczeniu niezależnych i precyzyjnie kontrolowanych danych o odległościach do supernowych, skupiskach galaktyk oraz wzroście struktur materii. Jeśli wszystkie te metody wskażą tę samą historię ekspansji, łatwiej będzie odróżnić nieznany błąd pomiarowy od rzeczywiście nowej fizyki. Jeśli wyniki będą się różnić, sam wzór tej rozbieżności może wskazać, które założenia wymagają ponownego sprawdzenia.

Najuczciwsze oczekiwanie to zatem lepsze dowody, a nie obietnica natychmiastowego rozwiązania problemu.

Ponad 100 tys. nowych planet — ale to prognoza

Roman będzie wielokrotnie obserwował gęste pola gwiazd w kierunku centralnych regionów Drogi Mlecznej. W ten sposób ma monitorować setki milionów gwiazd i szukać dwóch rodzajów sygnałów.

• Tranzyty: gdy planeta przechodzi przed swoją gwiazdą, jasność gwiazdy nieznacznie spada. NASA przewiduje, że przegląd Romana pozwoli znaleźć ponad 100 tys. planet tranzytujących, przede wszystkim na stosunkowo ciasnych orbitach. 9 21
• Mikrosoczewkowanie grawitacyjne: gdy gwiazda lub planeta znajdująca się bliżej nas ustawi się niemal na jednej linii z odległą gwiazdą, jej grawitacja może na krótko powiększyć i zniekształcić światło tego dalszego obiektu. Metoda ta jest szczególnie czuła na planety położone dalej od swoich gwiazd, w tym odpowiedniki lodowych planet z zewnętrznych obszarów Układu Słonecznego. 17 21

NASA spodziewa się wykrycia ponad 1000 planet dzięki mikrosoczewkowaniu. 9 W sprzyjających przypadkach populacja ta może obejmować planety o masie zbliżonej do Marsa lub mniejszej, a także planety swobodne — „wędrujące” obiekty, które nie są związane grawitacyjnie z żadną gwiazdą. 20 21

Liczby te są przewidywanymi wynikami misji, a nie katalogiem odkryć już dokonanych. Tranzyty dobrze ujawniają planety przechodzące między gwiazdą a teleskopem. Mikrosoczewkowanie poszerza natomiast poszukiwania o chłodniejsze i bardziej odległe światy oraz obiekty pozbawione gwiazdy macierzystej — populacje słabiej dostępne dla klasycznych przeglądów tranzytów i pomiarów prędkości radialnych.

Dokąd poleci Roman i kiedy zacznie pracę?

Po starcie teleskop ma dotrzeć na orbitę halo wokół punktu L2 układu Słońce–Ziemia, około 1,6 mln km od Ziemi, po stronie przeciwnej do Słońca. Takie położenie ułatwia długie i stabilne obserwowanie wybranych pól oraz pracę w podczerwieni. 18 51

Przed rozpoczęciem regularnych badań Roman będzie musiał przejść podróż do L2, rozłożenie elementów, uruchomienie instrumentów, kalibrację i pełne testy. Materiały NASA wykorzystane w tym artykule nie podają wiążącej publicznej daty publikacji pierwszych wyników naukowych. Nie należy więc zakładać, że dopracowane rezultaty pojawią się tuż po starcie.

Podstawowy program misji zaplanowano na pięć lat obserwacji. Ewentualne przedłużenie będzie zależało od stanu technicznego statku, zapasu paliwa, finansowania i priorytetów naukowych, dlatego dodatkowe lata pracy należy traktować jako możliwość, a nie pewnik. 4

Roman, Hubble, Webb i Rubin: uzupełnianie, nie rywalizacja

Roman najlepiej rozumieć jako element większej sieci obserwatoriów.

• Hubble: Roman zaoferuje znacznie szersze przeglądy w bliskiej podczerwieni, podczas gdy Hubble pozostanie cenny przy szczegółowych obserwacjach wybranych celów oraz w zakresie od ultrafioletu do bliskiej podczerwieni. 4
• Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba: Roman będzie znajdował duże populacje galaktyk, obiektów zmiennych i kandydatów na egzoplanety. Webb może następnie badać wybrane cele głębiej i z większą szczegółowością w podczerwieni.
• Obserwatorium Very C. Rubin: Rubin będzie wykonywał powtarzane przeglądy optyczne, a Roman dostarczy kosmiczne obserwacje w bliskiej podczerwieni oraz spektroskopię. Dane obu instrumentów mogą wzajemnie uzupełniać się w badaniach obiektów zmiennych, galaktyk i soczewkowania.
• Inne obserwatoria: teleskopy spektroskopowe na Ziemi, obserwatoria rentgenowskie, detektory fal grawitacyjnych i wyspecjalizowane instrumenty planetarne pomogą ustalać przesunięcia ku czerwieni, masy, galaktyki macierzyste oraz fizyczny kontekst odkryć Romana.

Wniosek

Najważniejszą cechą teleskopu Nancy Grace Roman jest skala. Oferuje ostrość porównywalną z Hubble’em, ale obejmuje ponad 100 razy większy obszar nieba. Dzięki temu może stworzyć rozległą mapę galaktyk, niezależnie przetestować historię ekspansji Wszechświata i znaleźć całe populacje chłodnych, odległych lub samotnych planet.

Najbliższym sprawdzianem będzie planowany start Falcona Heavy 30 sierpnia 2026 r. Prawdziwy test naukowy nastąpi jednak później: gdy dane Romana pokażą, czy przyspieszona ekspansja kosmosu zachowuje się zgodnie z obecnymi modelami i ile niezwykłych światów kryje się w Drodze Mlecznej.