Oamenii de știință au creat un studiu sintetic masiv care arată la ce ne putem aștepta de la observațiile viitoare ale Telescopului Spațial Nancy Grace din România. Deși aceasta este doar o mică parte din perspectiva reală, această versiune simulată conține un număr uluitor de galaxii – 33 de milioane dintre ele, împreună cu 200.000 de stele în prim-planul galaxiei noastre.

Simularea îi va ajuta pe oamenii de știință să planifice cele mai bune strategii de observație, să testeze diferite metode pentru extragerea unor cantități masive de date din misiune și să exploreze ceea ce putem învăța din observațiile în tandem cu alte telescoape.

„Cantitatea de date pe care Roman o va returna este fără precedent pentru un telescop spațial”, a declarat Michael Troxell, profesor de fizică la Universitatea Duke din Durham, Carolina de Nord. „Simularea noastră este un teren de testare în care ne putem asigura că profităm la maximum de feedback-ul misiunii.”

Echipa a colectat date dintr-un univers fictiv dezvoltat inițial pentru a sprijini planificarea științei, folosind Observatorul Vera C. Rubin, care este situat în Chile și este de așteptat să devină complet operațional în 2024. Deoarece simulările Roman și Rubin folosesc aceeași sursă, astronomii pot comparați și descoperiți La ce să vă așteptați de la o pereche de observații cu telescop odată ce universul este explorat activ.

O lucrare care descrie rezultatele, condusă de Troxell, a fost acceptată pentru publicare în Anunțuri lunare ale Societății Regale de Astronomie.

clădire de spațiu

Supravegherea regiunii romane de latitudini înalte va implica atât imagistica – obiectivul principal al noii simulări – cât și analiza spectrală pe aceeași vastă zonă a universului. Spectroscopia măsoară intensitatea luminii obiectelor cosmice la diferite lungimi de undă, în timp ce imagistica romană va dezvălui locațiile și formele precise ale sute de milioane de galaxii mai slabe care vor fi folosite pentru a mapa materia întunecată. Deși această substanță misterioasă nu este vizibilă, astronomii pot deduce existența ei observând efectul pe care îl are asupra materiei obișnuite.

Orice cu masă distorsionează structura spațiu-timpului. Cu cât masa este mai mare, cu atât torsiune este mai mare. Acest lucru creează un efect numit lentilă gravitațională, care apare atunci când lumina dintr-o sursă îndepărtată este distorsionată în timp ce trece prin obiecte intermediare. Când aceste obiecte lenticulare sunt galaxii masive sau grupuri de galaxii, sursele de fundal pot fi neclare sau pot arăta ca imagini multiple.

Obiectele mai puțin masive pot crea efecte mai subtile numite lentilă slabă. Roman va fi suficient de sensibil pentru a folosi o lentilă slabă pentru a vedea cum aglomerările de materie întunecată distorsionează aspectul galaxiilor îndepărtate. Prin observarea acestor efecte de lentilă, oamenii de știință vor putea completa mai multe lacune în înțelegerea noastră despre materia întunecată.

a spus Chris Hirata, profesor de fizică la Ohio State University din Columbus și coautor al lucrării.

Dar previziunile sunt statistice, așa că le testăm prin observarea unor zone vaste ale universului. Câmpul roman, cu câmpul său larg de vedere, va fi îmbunătățit pentru a scana eficient cerul, completând observatoare precum telescopul spațial proiectat de James Webb la „ studiază obiectele individuale în profunzime.”

Pământul și spațiul

Roman Synthetic Survey acoperă 20 de grade pătrate din cer, ceea ce este aproximativ echivalentul a 95 de luni pline. Sondajul real va fi de 100 de ori mai mare, dezvăluind mai mult de un miliard de galaxii. Ruby va scana o zonă mai mare – 18.000 de grade pătrate, aproximativ jumătate din întregul cer – dar cu o rezoluție mai mică, deoarece va trebui să privească prin atmosfera turbulentă a Pământului.

Combinația dintre simulările Roman și Rubin oferă oamenilor de știință prima oportunitate de a încerca să detecteze aceleași obiecte în ambele seturi de imagini. Acest lucru este important deoarece observațiile terestre nu sunt întotdeauna suficient de clare pentru a distinge mai multe surse din apropiere ca obiecte separate. Uneori se estompează împreună, ceea ce afectează măsurătorile greșite ale lentilei. Cercetătorii pot determina acum dificultățile și beneficiile „despachetării” unor astfel de obiecte în picturile lui Rubin comparându-le cu obiectele romane.

Datorită viziunii cosmice ample a lui Roman, astronomii vor putea realiza mult mai mult decât obiectivele principale ale sondajului, care sunt să studieze structura și evoluția universului, să cartografieze materia întunecată și să discearnă teorii de vârf care încearcă să explice de ce. Universul se extinde. Universul se accelerează. Oamenii de știință pot săpa în noile date romane simulate pentru a obține o gustare a științei suplimentare care ar putea proveni din a vedea atât de mult din univers în detalii atât de rafinate.

„Cu câmpul vizual larg al lui Roman, anticipăm multe posibilități științifice diferite, dar trebuie să învățăm să ne așteptăm la neașteptat”, a declarat Julie McEnery, om de știință principal al misiunii Roman la Centrul de Zbor Spațial Goddard al NASA din Greenbelt, Maryland. . . „Misiunea va ajuta să răspundă la întrebările critice din cosmologie, dezvăluind în același timp mistere complet noi care trebuie rezolvate.”