Un campo visivo cento volte più ampio di Hubble, miliardi di galassie da osservare e una tecnologia capace di “spegnere” la luce delle stelle per vedere direttamente pianeti lontani. Il Nancy Grace Roman Space Telescope ha iniziato il suo viaggio verso lo spazio profondo.
Una nuova grande finestra sull’Universo si è appena aperta. Il Nancy Grace Roman Space Telescope, il nuovo osservatorio spaziale della NASA, è stato lanciato con successo il 30 agosto dal Kennedy Space Center, in Florida, a bordo di un razzo Falcon Heavy di SpaceX. Ora il telescopio è diretto verso il punto di Lagrange L2, a circa 1,6 milioni di chilometri dalla Terra, dove nei prossimi mesi inizierà la preparazione delle sue osservazioni scientifiche.
Roman entrerà a far parte della grande famiglia degli osservatori spaziali insieme a Hubble e al James Webb Space Telescope, ma non sarà semplicemente una versione più moderna dei suoi predecessori. La sua vera forza sarà la capacità di osservare porzioni enormi di cielo mantenendo una notevole sensibilità e risoluzione.
Il suo specchio principale misura circa 2,4 metri di diametro, praticamente quanto quello di Hubble. La differenza fondamentale si trova però nella sua Wide Field Instrument, una fotocamera progettata per realizzare immagini molto più estese. Mentre Hubble e Webb scrutano generalmente piccole zone del cielo con un livello di dettaglio straordinario, Roman potrà osservare in una sola volta regioni molto più vaste, superiori persino all’area apparente occupata dalla Luna piena.
In altre parole, se Hubble può essere paragonato a un potente teleobiettivo puntato verso una piccola regione dell’Universo, Roman sarà una gigantesca macchina fotografica panoramica cosmica. Questa caratteristica permetterà agli astronomi di costruire rapidamente enormi cataloghi di stelle e galassie e di studiare fenomeni che diventano comprensibili soltanto osservando popolazioni composte da milioni o miliardi di oggetti.
Alla ricerca dell’energia oscura
Uno degli obiettivi principali della missione riguarda uno dei problemi più profondi della cosmologia moderna: perché l’espansione dell’Universo sta accelerando?
Gli astronomi attribuiscono questo comportamento a qualcosa che chiamano energia oscura, una componente che sembrerebbe rappresentare la maggior parte del contenuto energetico del cosmo ma la cui vera natura rimane sconosciuta.
Roman osserverà miliardi di galassie distribuite lungo differenti epoche della storia cosmica. Studiandone posizione, distanza e distribuzione, gli scienziati potranno ricostruire con maggiore precisione il modo in cui l’Universo si è espanso nel corso di miliardi di anni.
Il telescopio sarà inoltre uno strumento formidabile per lo studio della materia oscura, la misteriosa materia invisibile che non emette luce ma esercita un’influenza gravitazionale fondamentale sulla formazione delle galassie e delle grandi strutture cosmiche.
Roman potrà individuarne indirettamente la distribuzione sfruttando anche l’effetto della lente gravitazionale: la massa presente nell’Universo curva lo spazio-tempo e può deformare l’immagine delle galassie più lontane. Analizzando statisticamente queste distorsioni sarà possibile realizzare mappe sempre più dettagliate della materia invisibile.
Migliaia di nuovi pianeti
L’altra grande frontiera della missione sarà quella degli esopianeti, i mondi che orbitano intorno a stelle diverse dal Sole.
Roman realizzerà un vero censimento statistico dei sistemi planetari della Via Lattea, cercando pianeti attraverso differenti tecniche. Una delle più importanti sarà il microlensing gravitazionale: quando una stella passa quasi perfettamente davanti a un’altra vista dalla Terra, la sua gravità può comportarsi come una lente, amplificando temporaneamente la luce della sorgente più lontana. Se intorno alla stella in primo piano orbita un pianeta, questo può lasciare una piccola ma riconoscibile firma nel segnale.
In questo modo Roman potrebbe individuare migliaia di mondi, compresi pianeti molto lontani dalle rispettive stelle e oggetti difficili da scoprire con altri metodi.
Ma a bordo si trova anche una tecnologia particolarmente promettente: il Roman Coronagraph Instrument. Il coronografo è progettato per bloccare la luce estremamente intensa proveniente da una stella, permettendo di distinguere oggetti molto più deboli presenti nelle sue immediate vicinanze. È un po’ come cercare di vedere una lucciola accanto a un potente faro: oscurando artificialmente il faro, la lucciola può finalmente emergere.
La tecnologia potrà consentire l’osservazione diretta di alcuni esopianeti e dei dischi di polvere nei quali nascono nuovi sistemi planetari, preparando anche il terreno per future missioni capaci di studiare mondi sempre più simili alla Terra.
Un telescopio costruito per le scoperte inattese
La caratteristica forse più affascinante di Roman riguarda però ciò che ancora non sappiamo di dover cercare.
Le grandi indagini astronomiche hanno spesso prodotto scoperte che non rientravano negli obiettivi iniziali delle missioni. Roman osserverà una quantità di cielo così grande e produrrà una mole di dati così vasta da trasformarsi in quella che la NASA definisce, di fatto, una vera “discovery machine”.
Potrà individuare supernovae, stelle variabili, buchi neri, galassie lontanissime e fenomeni transitori ancora sconosciuti. Durante la missione primaria, prevista per circa cinque anni, l’osservatorio fornirà agli astronomi una gigantesca rappresentazione dinamica dell’Universo, consentendo di confrontare immagini della stessa regione ottenute in momenti differenti.
Hubble ci ha mostrato quanto possa essere profondo l’Universo. James Webb sta permettendo di osservare galassie nate nelle prime epoche cosmiche con un dettaglio senza precedenti. Roman aggiungerà un elemento diverso: l’immensità del campo osservato.
E proprio combinando profondità e vastità delle osservazioni gli astronomi sperano di affrontare alcune delle domande fondamentali della fisica moderna: che cosa sono materia ed energia oscura? Quanto sono comuni i sistemi planetari simili al nostro? Come si sono formate le strutture dell’Universo?
Roman ha appena iniziato il suo viaggio. Ma le sue scoperte potrebbero modificare profondamente la nostra rappresentazione del cosmo.
Stefano Camilloni
