Плоскость нашей галактики Млечный Путь, вид, сделанный космической миссией ЕКА «Гайя». Он содержит более миллиарда звезд, а также более темные и пыльные области, сквозь которые Гайя не может видеть. Благодаря более высокой чувствительности и более длинному охвату, обзор галактической плоскости римским космическим телескопом НАСА Нэнси Грейс позволит проникнуть сквозь большую часть пыли и обнаружить гораздо больше звезд. Фото: ЕКА/Гея/DPAC.
Команда космического телескопа Нэнси Грейс Роман НАСА объявила о планах беспрецедентного исследования плоскости нашей галактики Млечный Путь. Он заглянет в этот регион глубже, чем любой другой обзор, и нанесет на карту больше звезд нашей галактики, чем все предыдущие наблюдения вместе взятые.
«С помощью такого рода исследований мы можем исследовать очень широкий спектр научных знаний: от звездообразования и эволюции до пыли между звездами и динамики сердца галактики», — сказала Кэтрин Цукер, астрофизик из Центра астрофизики | Гарвардский и Смитсоновский институт в Кембридже, штат Массачусетс, который стал соавтором официального документа, описывающего некоторые преимущества такой программы наблюдений.
Исследование галактического самолета заняло первое место в рейтинге после конкурса идей римского исследования в 2021 году. Теперь научное сообщество будет работать вместе над разработкой программы наблюдений перед запуском Романа к маю 2027 года.
«Будет много компромиссов, поскольку ученым придется выбирать, например, между тем, какую площадь охватить и насколько полно ее нанести на карту с помощью всех возможных фильтров», — сказал соавтор статьи Роберт Бенджамин, астроном из Университет Висконсин-Уайтуотер.
Хотя детали исследования еще предстоит определить, ученые говорят, что если бы оно охватило площадь около 1000 квадратных градусов — область неба размером с 5000 полных лун — оно могло бы выявить более 100 миллиардов космических объектов (в основном звезд).
«Это было бы довольно близко к полной переписи всех звезд в нашей галактике, и это займет всего около месяца», — сказала Роберта Паладини, старший научный сотрудник Калифорнийского технологического института / IPAC в Пасадене, Калифорния, и руководитель Белой книги. автор. «Чтобы наблюдать такой большой участок неба с помощью космических телескопов «Хаббл» или «Джеймс Уэбб», потребуются десятилетия. Роман будет исследовательской машиной».
Анатомия Млечного Пути
Обсерватории с меньшими видами космоса предоставили изысканные изображения других галактик, раскрывающие сложные структуры. Но изучать анатомию нашей галактики на удивление сложно. Плоскость Млечного Пути занимает на небе настолько большую территорию, что ее детальное изучение может занять очень много времени. Астрономам также придется всматриваться сквозь густую пыль, заслоняющую свет далеких звезд.
Хотя мы хорошо изучили окрестности нашей Солнечной системы, Цукер говорит: «У нас очень неполное представление о том, как выглядит другая половина Млечного Пути за пределами галактического центра».
Обсерватории, такие как вышедший из эксплуатации космический телескоп НАСА «Спитцер», провели обширные исследования галактической плоскости в более длинных волнах света и выявили некоторые области звездообразования на дальней стороне галактики. Но он не мог разрешить мелкие детали, как это сделал Роман.
«Спитцер поставил вопросы, которые Роман сможет решить», — сказал Бенджамин.
Сочетание большого поля зрения Романа, четкого разрешения и способности видеть сквозь пыль делает его идеальным инструментом для изучения Млечного Пути. А наблюдение звезд в различных длинах волн света — оптическом и инфракрасном — поможет астрономам узнать такие вещи, как температура звезд. Эта одна порция информации открывает гораздо больше данных: от стадии эволюции звезды и ее состава до ее светимости и размера.
На этом изображении показаны два вида одной и той же спиральной галактики под названием IC 5332, как ее видят две обсерватории НАСА: наблюдения космического телескопа Джеймса Уэбба показаны вверху слева, а космического телескопа Хаббла — внизу справа. Виды в основном настолько разные из-за длин волн света, которые они демонстрируют. Наблюдения Хаббла в видимом и ультрафиолетовом диапазоне показывают темные области, где пыль поглощает эти типы света. Уэбб видит более длинные волны и обнаруживает, что пыль светится в инфракрасном диапазоне. Но ни один из них не смог провести эффективное исследование нашей галактики Млечный Путь, поскольку она охватывает очень большую площадь неба; поскольку IC 5332 находится на расстоянии около 30 миллионов световых лет от нас, она выглядит как небольшое пятно. Хабблу или Уэббу потребовались бы десятилетия, чтобы обследовать Млечный Путь, но будущий римский космический телескоп НАСА Нэнси Грейс сможет сделать это менее чем за месяц. Авторы и права: НАСА, ЕКА, CSA, STScI, Дженис Ли (STScI), Томас Уильямс (Оксфорд), Рупали Чандар (UToledo), команда PHANGS
«Мы можем проводить очень подробные исследования таких вещей, как звездообразование и структура нашей собственной галактики, чего мы не можем сделать для любой другой галактики», — сказал Паладини.
Роман предложит новое понимание структуры центральной области, известной как выпуклость, «перемычки», проходящей через нее, и спиральных рукавов, отходящих от нее.
«По сути, мы перепишем трехмерную картину дальней стороны галактики», — сказал Цукер.
Острое зрение Романа поможет астрономам увидеть отдельные звезды даже в звездных питомниках на дальней стороне галактики. Это поможет Роману создать огромный новый каталог звезд, поскольку он сможет составить карту в 10 раз дальше, чем предыдущая точная картография космической миссии ЕКА (Европейского космического агентства) Гайя.
Gaia нанесла на карту более 1 миллиарда звезд в 3D, в основном в пределах 10 000 световых лет. Роман смог нанести на карту до 100 миллиардов звезд на расстоянии 100 000 световых лет и более (до самого дальнего края нашей галактики и за ее пределами).
Исследование галактического самолета — это первое объявленное Романом общее астрофизическое исследование — одна из нескольких программ наблюдений, которые Роман будет выполнять в дополнение к трем основным исследованиям сообщества и демонстрации технологии Коронографа.
По крайней мере 25% пятилетней основной миссии Романа будет выделено на общие астрофизические исследования, чтобы заниматься наукой, которую невозможно сделать, используя только основные данные опросов сообщества миссии. Астрономы со всего мира получат возможность использовать Романа и предлагать передовые исследования, что позволит астрономическому сообществу использовать весь потенциал способностей Романа для проведения выдающихся научных исследований.
Работа опубликована на сервере препринтов arXiv.
