Римский космический телескоп. Фото: Центр космических полетов имени Годдарда НАСА/Лаборатория CI.
Римский космический телескоп НАСА Нэнси Грейс объединит космические наблюдения с широким полем зрения, чтобы раскрыть динамический космос способами, которые никогда не были возможны раньше.
«Роман будет работать в тандеме с обсерваториями НАСА, такими как космический телескоп Джеймса Уэбба и рентгеновская обсерватория Чандра, которые предназначены для увеличения редких переходных объектов после их идентификации, но редко, если вообще когда-либо, их обнаруживают», — сказала Джули. МакЭнери, старший научный сотрудник Романа в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд.
«Гораздо более широкое поле зрения Романа откроет множество таких объектов, которые ранее были неизвестны. И поскольку у нас никогда раньше не было такой обсерватории, сканирующей космос, мы могли бы даже найти совершенно новые классы объектов и событий».
Исследование миссии во временной области в высоких широтах хорошо разработано для обнаружения определенного типа взрывающейся звезды, которую астрономы могут использовать для отслеживания эволюции Вселенной и поиска возможных объяснений ее ускоренного расширения. А поскольку в ходе этого исследования будет неоднократно наблюдаться одна и та же большая перспектива космоса, ученые также увидят спорадические события, такие как столкновения звездных трупов и забрасывание звезд в черные дыры.
Исследование будет выходить за пределы нашей галактики и наблюдать один и тот же участок неба примерно каждые пять дней в течение двух лет. Объединение этих наблюдений вместе, как покадровая анимация, позволит создать фильмы, раскрывающие множество мимолетных событий.
Отступающие звездные искры
Астрономы будут искать во всех этих данных особый вид взрывающейся звезды, называемый сверхновой типа Ia. Эти явления возникают в некоторых двойных звездных системах, которые содержат по крайней мере один белый карлик — небольшой остаток горячего ядра звезды, подобной Солнцу. В некоторых случаях дварф может выкачивать материал у своего компаньона. Это запускает неконтролируемую ядерную реакцию, которая в конечном итоге взрывает вора. Астрономы также нашли доказательства, подтверждающие другой сценарий, в котором два белых карлика движутся по спирали друг к другу, пока не сольются. Если их совокупная масса достаточно высока, они тоже могут произвести сверхновую типа Ia.
Поскольку каждый из этих взрывов имеет одинаковую, известную внутреннюю яркость, астрономы могут использовать их, чтобы определить, насколько далеко они находятся, просто измеряя, насколько яркими они кажутся. Астрономы будут использовать Roman для изучения спектра света этих сверхновых, чтобы выяснить, насколько быстро они удаляются от нас из-за расширения космоса.
Сравнивая скорость удаления сверхновых типа Ia на разных расстояниях, ученые смогут проследить космическое расширение с течением времени. Это поможет нам понять, изменилась ли темная энергия — необъяснимое давление, которое, как считается, ускоряет расширение Вселенной, — и если да, то каким образом. Использование этих и других римских измерений должно также помочь прояснить несовпадающие измерения постоянной Хаббла, которая представляет собой текущую скорость расширения Вселенной.
«Роман нарисует более яркую картину прошлого и настоящего нашей Вселенной, дав нам новые подсказки о ее возможной судьбе», — сказала Ребекка Хаунселл, научный сотрудник Университета Мэриленда, округа Балтимор и Годдарда, которая изучает способы оптимизации романа Романа. Исследование во временной области в высоких широтах. «Результаты исследования могут изменить наше понимание космоса».
Мимолетные космические чудеса
Благодаря тому, как этот обзор будет наблюдать за космосом, он также позволит обнаружить и другие редкие явления. Через Романа мы станем свидетелями рождения новых черных дыр, которые образуются, когда нейтронные звезды — ядра взорвавшихся звезд, которые не были достаточно массивными, чтобы коллапсировать и образовать черные дыры сами по себе — сливаются. Эти титанические события создают рябь в ткани пространства-времени и яркие килоновые взрывы.
Ожидается, что миссия также обнаружит несколько десятков событий приливных разрушений, которые происходят, когда звезда, подошедшая слишком близко к черной дыре, разрушается чрезвычайной гравитацией черной дыры. Звездная шрапнель генерирует огромное количество света, приближаясь к черной дыре. Роман будет улавливать эти вспышки энергии, чтобы узнать, как черные дыры влияют на их окружение.
Исследование также позволит астрономам исследовать переменные объекты, такие как активные галактики, в каждом из ядер которых находится чрезвычайно яркий квазар. Квазар — это яркий маяк интенсивного света, питаемый сверхмассивной черной дырой. Черная дыра жадно питается падающей материей, которая высвобождает поток радиации. Пристальный взгляд Романа поможет астрономам изучить, как и почему эти вспышки колеблются в яркости.
А обнаружив сотни слабых, далеких квазаров, Роман также позволит ученым исследовать период реионизации. Ученые полагают, что в эту космическую эпоху интенсивный ультрафиолетовый свет квазаров отрывал электроны от атомов и превращал их в ионы. Этот переход положил начало «космическому рассвету», когда Вселенная из непрозрачной стала прозрачной, позволяя видимому и ультрафиолетовому свету свободно перемещаться.
«Это римское исследование предоставит астрономам кладезь данных, которые они смогут изучить, что позволит проводить более открытые исследования космоса, чем это обычно возможно», — сказал МакЭнери. «Мы можем по счастливой случайности обнаружить совершенно новые вещи, которые еще не знаем, что нужно искать».
