NASA:s Roman-teleskop: uppskjutningen, målen och varför det kan förändra astronomin

NASA:s Nancy Grace Roman Space Telescope är byggt för att göra något som tidigare rymdteleskop haft svårt att klara: att undersöka enorma områden av himlen snabbt, utan att ge upp skärpan.

NASA och SpaceX siktar på att skjuta upp teleskopet tidigast klockan 7.26 på morgonen amerikansk östkusttid, EDT, söndagen den 30 augusti 2026. Det motsvarar klockan 13.26 svensk sommartid. Uppskjutningen ska ske med en SpaceX Falcon Heavy från uppskjutningsramp 39A vid Kennedy Space Center i Florida. NASA:s direktsändning är planerad att börja klockan 6.20 EDT, eller 12.20 svensk tid. Både datum och klockslag är fortfarande preliminära. 1

Från uppskjutning till vetenskapliga observationer

Roman ska färdas till området kring sol–jord-punkten L2, ungefär 930 000 miles, eller 1,5 miljoner kilometer, från jorden. Där får observatoriet en stabil miljö för sina mätningar, i samma allmänna rymdområde som James Webb-teleskopet.

NASA planerar för ett femårigt huvuduppdrag. Om teleskopet fortsätter att fungera väl och finansiering finns kan det vetenskapliga arbetet förlängas. Ett eventuellt reservtillfälle den 31 augusti är en beredskapsmöjlighet, inte en garanti. Den faktiska starten på de regelbundna observationerna beror på uppskjutningen, resan till L2 och den efterföljande driftsättningen.

Uppdraget hette ursprungligen Wide Field Infrared Survey Telescope, eller WFIRST. År 2020 döptes det om efter Nancy Grace Roman, NASA:s första chef för astronomi.

Hubble-stor spegel – men ett panoramafönster

Romans huvudspegel är 2,4 meter i diameter, lika stor som Hubbles. Skillnaden ligger framför allt i den optiska konstruktionen: Roman får ett synfält som är minst 100 gånger större än Hubbles, samtidigt som bilderna behåller jämförbar skärpa i de breda observationerna.

Huvudinstrumentet Wide Field Instrument är en infraröd kamera på 300 megapixlar. Den registrerar ljus med våglängder från ungefär 0,5 till 2,3 mikrometer, alltså både synligt ljus och nära infrarött ljus. Varje bild kan täcka ett område på himlen ungefär lika stort som – eller större än – fullmånens synliga yta. 19

Det är här Romans största styrka finns. Hubble är särskilt bra på detaljerade studier av utvalda galaxer, nebulosor och andra objekt. Roman är däremot optimerat för systematiska kartläggningar av mycket stora områden. På så sätt kan teleskopet upptäcka mönster, sällsynta händelser och populationer som riktade observationer riskerar att missa.

NASA uppskattar att Roman kan kartlägga himlen upp till 1 000 gånger snabbare än Hubble vid jämförbara breda undersökningar. Under huvuduppdragen väntas teleskopet avbilda mer än 2 miljarder galaxer och upptäcka tiotusentals supernovor. 36

Tre stora vetenskapliga frågor

Varför expanderar universum allt snabbare?

Ett av Romans huvudmål är att undersöka varför universums expansion accelererar. Astronomer ska kombinera flera metoder, bland annat studier av supernovor, galaxernas fördelning och så kallad svag gravitationslinsning.

Gravitationslinsning innebär att gravitationen från materia böjer ljuset från objekt längre bort. Genom att mäta dessa mycket små förvrängningar kan forskarna kartlägga hur mörk materia är fördelad, trots att den inte avger eller reflekterar ljus på ett sätt som våra instrument kan se direkt. 17

Resultaten kan hjälpa forskarna att skilja mellan olika förklaringar till den accelererande expansionen. Det kan handla om mörk energi – den ännu okända komponent som ofta används för att beskriva expansionen – eller om att våra teorier om gravitation behöver revideras.

Hur många planetsystem finns i Vintergatan?

Roman ska också genomföra en statistisk kartläggning av planetsystem i Vintergatan. En viktig metod blir gravitationell mikrolinsning.

När en stjärna passerar nästan framför en annan stjärna, sett från jorden, kan den främre stjärnans gravitation tillfälligt förstärka ljuset från den bakomliggande. Om den främre stjärnan har en planet kan planeten skapa en liten, mätbar förändring i förstärkningen.

Metoden är särskilt användbar för att hitta kalla planeter på relativt stora avstånd från sina stjärnor – världar som ofta är svåra att upptäcka med metoder som främst hittar planeter nära sina stjärnor. NASA räknar med att Roman kan upptäcka mer än 100 000 planeter, däribland potentiellt fritt svävande planeter som inte kretsar kring någon stjärna. 3

Teleskopet ska även bidra till studier med transitmetoden. Då avslöjas en planet genom en liten minskning i stjärnans ljusstyrka när planeten passerar framför stjärnan.

Kan vi fotografera planeter direkt?

Roman har dessutom instrumentet Coronagraph Instrument, som främst är en teknisk demonstration. En koronagraf dämpar eller blockerar en stjärnas bländande ljus så att svagare objekt i närheten kan observeras.

Instrumentet ska testa tekniker för att fotografera och karakterisera vissa stora exoplaneter och skivor av stoft där planeter kan bildas. Det är inte konstruerat för att göra en fullständig inventering av jordliknande världar. Däremot kan resultaten bli viktiga för framtida rymduppdrag som ska försöka avbilda potentiellt beboeliga planeter direkt. 2

En spegel med oväntad historia

Romans 2,4 meter stora spegel började sitt liv som en av två speglar som tillverkades för ett hemligstämplat amerikanskt spaningsprogram. USA:s National Reconnaissance Office överförde speglarna till NASA 2012. Det gav rymdorganisationen tillgång till en spegel med Hubble-storlek utan att behöva börja om från grunden med spegelutvecklingen. 3

Projektet har samtidigt präglats av förseningar, kostnadstryck och störningar kopplade till covid-19-pandemin. NASA:s omplanering höjde den beräknade livscykelkostnaden till omkring 4,3 miljarder dollar. Summan gäller hela projektet och uppdragets livscykel, inte bara själva teleskopet.

NASA färdigställde observatoriets stora delar före den formella tidsgränsen för uppskjutning senast i maj 2027, samtidigt som teamet förberedde den tidigare uppskjutningsmöjligheten 2026.

Roman ersätter inte Hubble eller Webb

Romans roll är inte att ersätta Hubble eller James Webb. Teleskopen är byggda för olika typer av observationer och ska komplettera varandra.

Roman ska snabbt skanna stora delar av himlen och hitta sällsynta supernovor, ovanliga planetsystem och andra objekt som är vetenskapligt intressanta. Därefter kan Hubble, Webb och stora markbaserade teleskop rikta in sig på utvalda mål för djupare och mer specialiserade studier.

Den arbetsfördelningen är avgörande. Ett teleskop som kan studera en enskild galax i extrem detalj kan inte lika effektivt leta igenom ett enormt område efter en sällsynt händelse. Roman ska i stället bygga de stora datamängder och kartor som gör uppföljande observationer mer träffsäkra.

De viktigaste upptäckterna kan vara sådana ingen väntar sig

Romans officiella mål handlar om mörk energi, mörk materia, exoplaneter och infraröd astronomi. Men de mest uppmärksammade fynden kan komma från objekt som forskarna ännu inte vet att de ska leta efter.

Stora och enhetliga kartläggningar kan avslöja oväntade transienter, sällsynta planetsystem och tidigare okända grupper av galaxer eller stjärnor. Genom att återkommande observera breda delar av himlen kan Roman också visa hur objekt förändras över tid.

Det är därför uppdraget kan få betydelse långt utanför sina ursprungliga frågeställningar. Roman ska inte bara besvara gamla frågor om universum – det ska också skapa möjligheten att ställa nya.

Det passar väl med arvet efter Nancy Grace Roman. Som NASA:s första chef för astronomi bidrog hon till att bygga stödet för stora rymdobservatorier och blev senare känd som ”Hubbles mamma”. Teleskopet som bär hennes namn för vidare den visionen: från djupa närbilder av utvalda mål till en bredare karta över hela kosmos. 117