Quando o Telescópio Espacial Nancy Grace Roman da NASA for lançado, ele revolucionará a astronomia ao fornecer um campo de visão panorâmica pelo menos 100 vezes maior do que o do Hubble em nitidez de imagem ou resolução semelhante. O Telescópio Espacial Nancy Grace Roman pesquisará o céu milhares de vezes mais rápido do que pode ser feito com o Hubble. Esta combinação de campo amplo, alta resolução e uma abordagem de pesquisa eficiente promete novos entendimentos em muitas áreas, particularmente em como as galáxias se formam e evoluem ao longo do tempo cósmico. Como as maiores estruturas do universo se montaram? Como nossa galáxia, a Via Láctea, surgiu em sua forma atual? Essas são algumas das perguntas que Roman ajudará a responder.
Galáxias são conglomerados de estrelas, gás, poeira e matéria escura. O maior pode abranger centenas de milhares de anos-luz. Muitos se reúnem em aglomerados contendo centenas de galáxias, enquanto outros estão relativamente isolados.
Como as galáxias mudam ao longo do tempo depende de muitos fatores: por exemplo, sua história de formação de estrelas, a rapidez com que formaram estrelas ao longo do tempo e como cada geração de estrelas influenciou a seguinte por meio de explosões de supernovas e ventos estelares. Para descobrir esses detalhes, os astrônomos precisam estudar um grande número de galáxias.
“Roman nos dará a capacidade de ver objetos tênues e galáxias em longos intervalos de tempo cósmico. Isso nos permitirá estudar como as galáxias se reuniram e se transformaram”, disse Swara Ravindranath, astrônomo do Instituto de Ciência do Telescópio Espacial (STScI) em Baltimore, Maryland.
Embora as imagens de campo amplo sejam importantes para estudos de galáxias, tão importantes são as capacidades espectroscópicas de Roman. Um espectrógrafo pega a luz de um objeto e a espalha em um arco-íris de cores conhecido como espectro. A partir dessa gama de cores, os astrônomos podem obter muitos detalhes de outra forma indisponíveis, como a distância ou composição de um objeto. A capacidade de Roman de fornecer um espectro de cada objeto dentro do campo de visão, combinado com imagens romanas, permitirá aos astrônomos aprender mais sobre o universo do que apenas com imagens ou espectroscopia.
Revelando quando e onde as estrelas nasceram
As galáxias não formam estrelas a uma taxa constante. Eles aceleram e desaceleram – formando mais ou menos estrelas – sob a influência de uma variedade de fatores, desde colisões e fusões a ondas de choque de supernovas e ventos em escala galáctica alimentados por buracos negros supermassivos.
Ao estudar o espectro de uma galáxia em detalhes, os astrônomos podem explorar a história da formação de estrelas. “Usando Roman, podemos estimar a velocidade com que as galáxias estão criando estrelas e encontrar as galáxias mais prolíficas que estão produzindo estrelas em uma taxa enorme. Mais importante, podemos descobrir não apenas o que está acontecendo em uma galáxia no momento em que a observamos, mas o que sua história foi “, disse Lee Armus, astrônomo do IPAC / Caltech em Pasadena, Califórnia.
Algumas galáxias precoces deram origem a estrelas muito rapidamente por um curto período de tempo, apenas para parar de formar estrelas surpreendentemente no início da história do universo, passando por uma rápida transição de vivas para “mortas”.
“Sabemos que as galáxias impedem a formação de estrelas, mas não sabemos por quê. Com o amplo campo de visão do Roman, temos uma chance melhor de capturar essas galáxias no ato”, disse Kate Whitaker, astrônoma da Universidade de Massachusetts em Amherst.
Crescendo a Web Cósmica
Mesmo que as próprias galáxias tenham crescido com o tempo, elas também se reuniram em grupos para formar estruturas intrincadas com bilhões de anos-luz de diâmetro. As galáxias tendem a se agrupar em bolhas, folhas e filamentos, criando uma vasta teia cósmica. Ao combinar imagens de alta resolução, que mostram a posição de uma galáxia no céu, com espectroscopia, que fornece uma distância, os astrônomos podem mapear essa teia em três dimensões e aprender sobre a estrutura em grande escala do universo.
A expansão do universo estende a luz de galáxias distantes para comprimentos de onda mais longos e vermelhos – um fenômeno chamado redshift. Quanto mais distante uma galáxia, maior seu desvio para o vermelho. Os detectores infravermelhos do Roman são ideais para capturar a luz dessas galáxias. Galáxias mais distantes também são mais fracas e difíceis de detectar. Combinando isso com o fato de que alguns tipos de galáxias são raros, você tem que pesquisar uma área maior do céu com um observatório mais sensível para encontrar os objetos que geralmente têm as histórias mais interessantes para contar.
“No momento, com telescópios como o Hubble, podemos amostrar dezenas de galáxias com alto redshift. Com o Roman, seremos capazes de amostrar milhares”, explicou Russel Ryan, astrônomo do STScI.
Buscando o desconhecido
Embora os astrônomos possam antecipar muitas das descobertas do Telescópio Espacial Nancy Grace Roman, talvez o mais empolgante seja a possibilidade de encontrar coisas que ninguém poderia ter previsto. Observações típicas de alta resolução de observatórios baseados no espaço, como o Hubble, têm como alvo objetos específicos para investigação detalhada. A abordagem de pesquisa de Roman lançará uma rede ampla, abrindo assim um novo “espaço de descoberta”.
“Roman se destacará em desconhecidos desconhecidos. Certamente encontrará coisas raras e exóticas que não esperamos”, disse Ryan.
“As pesquisas combinadas de imagens e espectroscopia do Roman irão reunir as ‘pepitas de ouro’ que nunca teríamos minerado de outra forma”, acrescentou Ravindranath.
Publicado em 22/09/2021 11h35
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