Osservare porzioni immense di cielo, raccogliere una quantità senza precedenti di informazioni e affrontare alcuni dei più grandi enigmi della cosmologia. Sono gli obiettivi del Roman Space Telescope, il nuovo osservatorio della NASA destinato a operare a circa 1,5 milioni di chilometri dalla Terra.
La missione permetterà di studiare l’evoluzione dell’Universo, la materia oscura, l’energia oscura e numerosi pianeti situati oltre il sistema solare. Il telescopio lavorerà insieme agli altri grandi osservatori astronomici, offrendo però una combinazione particolare tra ampiezza del campo visivo e qualità delle immagini.
Da un progetto accantonato a una grande missione spaziale
La storia del Roman Space Telescope comincia nel 2012, quando il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti mise a disposizione della NASA due telescopi originariamente sviluppati per osservare la Terra. Il progetto iniziale aveva richiesto più tempo e risorse del previsto ed era stato abbandonato, ma la tecnologia poteva ancora avere un valore scientifico.
Uno di quegli strumenti è diventato il punto di partenza per il nuovo osservatorio, anche se è stata necessaria una profonda riprogettazione. La missione prevede il lancio dal Kennedy Space Center, in Florida, a bordo di un Falcon Heavy. Una volta lasciata l’atmosfera terrestre, il telescopio dovrà viaggiare per circa tre mesi prima di raggiungere la propria destinazione.
Il Roman Space Telescope sarà collocato nei pressi del punto L2, una regione nella quale le forze gravitazionali gli consentiranno di conservare una posizione stabile rispetto alla Terra mentre seguirà la sua orbita intorno al Sole. La distanza ridurrà inoltre le possibili interferenze prodotte dalle attività terrestri.
Cento volte più cielo rispetto a Hubble
Lo specchio principale del Roman Space Telescope ha un diametro di 2,4 metri, molto simile a quello di Hubble. La differenza più importante riguarda però il campo visivo: il nuovo osservatorio potrà inquadrare porzioni di cielo circa cento volte più grandi rispetto a quelle analizzate da Hubble o dal James Webb Space Telescope.
Questa caratteristica permetterà di osservare contemporaneamente migliaia di stelle e galassie. Il Roman Space Telescope potrà così svolgere ampie campagne di mappatura, seguendo nel tempo i cambiamenti degli oggetti cosmici e ricostruendo con maggiore precisione la loro distribuzione nello Spazio.
Il principale strumento scientifico sarà il Wide Field Instrument, una fotocamera da 300 megapixel progettata soprattutto per le osservazioni nell’infrarosso. Questa porzione della luce, invisibile agli occhi umani, consente di individuare oggetti lontanissimi anche quando sono nascosti da nubi di polvere e gas.
L’enorme campo visivo avrà come conseguenza una produzione altrettanto imponente di informazioni. Le stime indicano fino a 1,4 terabyte di dati scientifici al giorno, una quantità paragonabile allo spazio occupato da circa 300 film in alta definizione. In un solo anno, Roman potrebbe raccogliere tanti dati quanti ne ha prodotti Hubble in più di trent’anni di attività.
Una nuova indagine sulla materia e sull’energia oscura
Una parte centrale della missione sarà dedicata a due dei più complessi misteri della cosmologia. La materia oscura non emette e non riflette luce, ma la sua presenza viene ipotizzata osservando gli effetti che produce sui movimenti delle galassie e sulla luce proveniente dagli oggetti più lontani.
L’energia oscura è invece il nome attribuito al fenomeno che sembra determinare l’accelerazione dell’espansione dell’Universo. Anche in questo caso la sua natura fisica rimane ancora sconosciuta.
Analizzando posizione, forma e distanza di un numero enorme di galassie, il Roman Space Telescope contribuirà a ricostruire la distribuzione della materia oscura e i cambiamenti avvenuti nell’espansione cosmica. Il telescopio si affiancherà alle osservazioni condotte da Euclid e dall’osservatorio Vera C. Rubin, offrendo una risoluzione più elevata, pur lavorando su un campo meno ampio.
La sua posizione sarà quindi intermedia tra i grandi strumenti dedicati alla mappatura del cielo e telescopi come Hubble e James Webb, capaci di osservare con grande dettaglio regioni più ristrette.
Esopianeti, stelle scomparse e oggetti misteriosi
L’altro strumento principale sarà il Coronagraph Instrument, destinato allo studio degli esopianeti. Quando si osserva un pianeta lontano, la luce della sua stella risulta enormemente più intensa di quella riflessa dal corpo celeste. Il coronografo utilizzerà sistemi di schermatura e tecniche ottiche di precisione per bloccare gran parte della luce stellare e rendere visibile quella molto più debole proveniente dal pianeta.
Questo sistema potrà fornire informazioni sull’atmosfera, sulla composizione e sulle proprietà fisiche di mondi lontanissimi. Lo studio degli esopianeti aiuterà inoltre a capire quanto sia comune una struttura planetaria simile a quella del sistema solare e se possano esistere pianeti paragonabili alla Terra.
Gli obiettivi scientifici saranno però molto più numerosi. Sono già stati approvati quasi 120 progetti di ricerca, compresi quelli dedicati ai cosiddetti piccoli punti rossi, misteriosi oggetti compatti osservati nell’Universo primordiale. Potrebbero essere stelle estremamente massicce oppure buchi neri in rapida crescita circondati da dense nubi di gas.
Roman osserverà anche circa mille galassie alla ricerca delle supernove fallite, stelle molto massicce che sembrano collassare direttamente trasformandosi in buchi neri. Altre indagini riguarderanno Andromeda e la galassia del Triangolo, con la mappatura di circa mezzo miliardo di stelle.
Il telescopio porta il nome di Nancy Grace Roman, astronoma che nel 1960 divenne la prima donna a ricoprire un incarico dirigenziale alla NASA e svolse un ruolo centrale nella pianificazione di Hubble. La nuova missione raccoglie idealmente la sua eredità, proseguendo il tentativo di guardare sempre più lontano per comprendere meglio l’Universo.