Telescópio Roman acompanhará as mudanças no universo

O Telescópio Espacial Nancy Grace Roman, da NASA, foi projetado para mostrar o universo em movimento. Ao fotografar repetidamente as mesmas regiões, ele permitirá que os astrônomos estudem mudanças que se desenrolam ao longo de horas, anos e períodos ainda mais longos, de estrelas em explosão à atividade de sóis fracos e próximos.

O telescópio recebeu o nome de Nancy Grace Roman, a primeira chefe de astronomia da NASA e sua primeira executiva mulher. A Evening Report informa que a principal vantagem do Roman virá da combinação de três capacidades que normalmente são difíceis de obter ao mesmo tempo: imagens detalhadas, um campo de visão muito amplo e monitoramento regular.

Essa combinação poderia transformar as observações do céu em algo mais próximo de um registro baseado no tempo do que de uma coleção de imagens isoladas. Mudanças no brilho e na posição podem revelar os processos físicos que ocorrem por todo o cosmos.

Uma visão ampla e detalhada

O Roman é frequentemente comparado ao Telescópio Espacial Hubble. Os dois observatórios têm espelhos do mesmo tamanho e ambos trabalham com luz visível e infravermelha. O Roman, porém, pode observar uma área do céu até 200 vezes maior.

Uma visão mais ampla geralmente vem acompanhada de uma perda de detalhe. O Kepler e o Transiting Exoplanet Survey Satellite, ou TESS, pesquisaram números enormes de estrelas, mas sua menor resolução espacial pode fazer com que objetos vizinhos se fundam em uma única fonte aparente. O Telescópio Espacial James Webb fornece imagens mais nítidas, mas seu campo de visão menor o impede de acompanhar milhões de objetos simultaneamente com eficiência.

O Roman foi concebido para ocupar o espaço entre essas abordagens. Sua resolução deverá permitir que os astrônomos separem estrelas individuais em regiões densamente povoadas, enquanto sua grande área de observação permitirá que o telescópio examine muitos alvos em uma única observação. Retornar aos mesmos campos acrescentará a terceira dimensão: o tempo.

Diferentes tipos de objetos mudam em velocidades diferentes. Um padrão que dura apenas horas pode indicar um evento diferente daquele que se desenvolve ao longo de anos. Medir essas mudanças na luz deverá ajudar os pesquisadores a identificar o que está acontecendo sem depender de uma única fotografia.

Em busca do centro galáctico densamente povoado

Duas grandes pesquisas usarão a estratégia de observação baseada no tempo do Roman em diferentes partes do céu. A High-Latitude Time-Domain Survey buscará eventos distantes, como supernovas. A Galactic Bulge Time-Domain Survey se concentrará na densa região central da Via Láctea.

Da Terra, o bojo galáctico aparece como uma faixa pálida e difusa porque enormes quantidades de estrelas, juntamente com gás e poeira, estão ao longo da linha de visão. A resolução e as observações infravermelhas do Roman ajudarão a distinguir essas estrelas individualmente, criando um pano de fundo para buscas que dependem de breves mudanças no brilho.

Uma dessas técnicas é a microlente gravitacional. Quando um objeto em primeiro plano passa entre uma estrela distante e o telescópio, sua gravidade pode curvar e amplificar a luz da estrela. O objeto intermediário pode ser uma estrela, um planeta aproximadamente do tamanho de Marte ou um buraco negro com uma massa centenas de vezes maior que a do Sol.

O Roman também buscará trânsitos, que ocorrem quando um planeta cruza a face de sua estrela e provoca uma pequena queda na luz da estrela. Como o bojo galáctico contém tantas estrelas, os astrônomos esperam que a pesquisa identifique cerca de 100.000 planetas em trânsito.

Acompanhando estrelas pequenas e ativas

Observações repetidas também revelarão como as estrelas giram e como as características de suas superfícies mudam. Isso é especialmente valioso para as estrelas menores e mais frias, cuja luz fraca e avermelhada torna difícil estudá-las em grande número.

Espera-se que estrelas mais frias que aproximadamente 2.500 graus Celsius tenham tanto manchas magnéticas quanto nuvens em suas superfícies. À medida que uma estrela gira, essas características entram e saem do campo de visão, produzindo mudanças que podem ser usadas para calcular seu período de rotação.

Comparar esses períodos em muitas estrelas poderia mostrar como a atividade estelar se desenvolve ao longo de longas escalas de tempo. Também poderia fornecer pistas sobre os ambientes ao redor dos planetas que orbitam essas estrelas.

O TESS pesquisou quase todo o céu nos últimos oito anos e mediu os períodos de rotação de centenas dessas estrelas muito pequenas. Mas suas observações em luz visível fazem com que as estrelas pareçam relativamente fracas, enquanto sua menor resolução cria problemas em campos densamente povoados.

Espera-se que a combinação de sensibilidade no infravermelho próximo, imagens detalhadas e ampla cobertura do Roman amplie substancialmente essa amostra. Uma coleção maior de estrelas, obtida em uma variedade mais ampla de ambientes, poderia ajudar os astrônomos a compreender como o comportamento estelar varia — e o que isso significa para os mundos ao redor delas.

De supernovas distantes a planetas e estrelas compactas próximas ao centro da Via Láctea, o Roman examinará um céu que muda muito mais do que a visão desarmada sugere.