В то время как космические телескопы «Хаббл» и «Джеймс Уэбб» продолжают открывать астрономам революционные горизонты нашей Вселенной, их будущий «собрат» вполне может превзойти их. Запуск телескопа NASA «Нэнси Грейс Роман» запланирован на 2027 год.
У него будет поле зрения как минимум в 100 раз больше, чем у «Хаббла», и он сможет документировать свет более чем миллиарда галактик за время своей работы. В сочетании с возможностями покадровой записи «Роман» поможет исследователям лучше понять экзопланеты, инфракрасную астрофизику и природу тёмной материи.
Согласно исследованию, опубликованному 15 июля в журнале The Astrophysics Journal, «Роман» может в конечном итоге зафиксировать около 100 000 небесных взрывов за время своей работы. Это могут быть как сверхновые, так и голодные чёрные дыры. Астрофизики предполагают, что «Роман» может даже найти доказательства существования самых первых звёзд, когда-либо образовавшихся во Вселенной.
Галактический «золотой рудник»
«Независимо от того, хотите ли вы исследовать тёмную энергию, умирающие звёзды, галактические электростанции или, возможно, даже совершенно новые вещи, которые мы никогда раньше не видели, это исследование станет золотой жилой», — заявил Бенджамин Роуз, физик из Университета Бэйлор и ведущий автор исследования.
Роуз и его коллеги пришли к своей оценке после запуска симуляции основного исследования «Роман» в области высоких широт и временных рядов. Как только телескоп будет запущен, его исследование будет направлено на сканирование одной обширной части Вселенной каждые пять дней в течение двух лет. Астрономы соберут все эти снимки в своего рода космические фильмы, а затем задокументируют каждый вид энергетического взрыва, который они найдут.
«Видя, как меняется свет объекта с течением времени, и разделяя его на спектры — отдельные цвета с узорами, которые раскрывают информацию об объекте, излучающем свет, — мы можем различать все типы вспышек, которые увидит „Роман“», — объяснила Ребека Хаунселл, соавтор исследования и научный сотрудник Университета Мэриленда в округе Балтимор.
Заглядывая в прошлое
Большинство событий, вероятно, будут различными типами взрывающихся звёзд, или новыми. Само исследование телескопа особенно ориентировано на обнаружение более редкого класса звёздных всплесков, известных как сверхновые типа Ia. Эти космические указатели расстояний помогают исследователям измерять космические расстояния и анализировать скорость расширения Вселенной.
Понимание скорости расширения в различные эпохи может помочь астрономам понять поведение тёмной материи. На основе симуляции этого исследования специалисты «Романа» могут рассчитывать найти около 27 000 сверхновых типа Ia. Это более чем в 10 раз превышает количество, собранное всеми предыдущими исследованиями.
Заглядывая дальше в глубины космоса, «Роман» также сможет заглянуть дальше в прошлое, чем любой другой телескоп до него. Большинство сверхновых, обнаруженных астрономами до сих пор, произошли в течение последних 8 миллиардов лет. Ожидается, что «Роман» отодвинет эту временную шкалу до более чем 10 миллиардов лет назад — и, возможно, даже до 11,5 миллиарда лет.
«Заполнение этих пробелов в данных также может восполнить пробелы в нашем понимании тёмной энергии», — сказал Роуз. «Появляются доказательства того, что тёмная энергия менялась со временем, и „Роман“ поможет нам понять эти изменения, исследуя космическую историю такими способами, которые недоступны другим телескопам».
Набор данных для моделирования, созданный командой Роуза, не ограничивается их собственным исследованием. По словам Хаунселл, другие эксперты могут использовать его для разработки собственных алгоритмов машинного обучения, чтобы пробираться через гигантские массивы данных «Романа» в поисках своих объектов.
Поиск килоновых, если не убьют
Одним из таких явлений могут быть множественные килоновые — гигантские взрывы, которые происходят, когда нейтронная звезда (остаток ядра сверхновой) врезается в другую нейтронную звезду. Астрономы предполагают, что килоновые могут также возникать, когда нейтронная звезда сталкивается с чёрной дырой. Исследователи официально задокументировали только одно такое событие, но авторы исследования считают, что телескоп «Роман» может определить ещё пять из них.
Эти ожидаемые открытия — лишь малая часть того, чего может достичь «Роман». Однако сначала инженеры должны завершить сборку телескопа и успешно запустить его на орбиту. Запуск в настоящее время запланирован не ранее мая 2027 года. Предлагаемые администрацией Трампа сокращения бюджета NASA на несколько миллиардов долларов могут поставить под угрозу проект «Роман», несмотря на потенциальное завершение раньше срока и дешевле, чем ожидалось.
«Это безумие, — сказал бывший сопредседатель научной группы «Романа» Дэвид Спергел журналу Scientific American ранее в этом году. — Вы построили его, но не собираетесь делать последний шаг, чтобы закончить? Это такая трата денег налогоплательщиков».
Однако для «Романа» это пока ещё не смертный приговор. По состоянию на 15 июля Конгресс обсуждал отклонение большинства предложенных Белым домом сокращений NASA.