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Nesta visão simulada do cosmos profundo, cada ponto representa uma galáxia. Os três pequenos quadrados mostram o campo de visão do Hubble e cada um revela uma região diferente do universo sintético. Roman será capaz de pesquisar rapidamente uma área tão grande quanto toda a imagem ampliada, o que nos dará um vislumbre das maiores estruturas do Universo.
Créditos: Goddard Space Flight Center da NASA e A. Yung
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Uma nova simulação mostra como o Telescópio Espacial Romano Nancy Grace da NASA voltará o relógio cósmico, revelando o Universo em evolução de maneiras nunca antes possíveis quando for lançado em maio de 2027. ajude-nos a entender como o Universo se transformou de um mar primordial de partículas carregadas para a intrincada rede de vastas estruturas cósmicas que vemos hoje.
“Os Telescópios Espaciais Hubble e James Webb são otimizados para estudar objetos astronômicos em profundidade e de perto, então eles são como olhar para o Universo através de orifícios”, disse Aaron Yung, um pós-doutorando no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. , que conduziu o estudo. “Para resolver os mistérios cósmicos nas maiores escalas, precisamos de um telescópio espacial que possa fornecer uma visão muito maior. Isso é exatamente o que Roman foi projetado para fazer”.
A combinação da ampla visão de Roman com a cobertura de comprimento de onda mais ampla do Hubble e as observações mais detalhadas de Webb oferecerá uma visão mais abrangente do Universo.
A simulação cobre um trecho de dois graus quadrados do céu, o que equivale a cerca de 10 vezes o tamanho aparente de uma lua cheia, contendo mais de 5 milhões de galáxias. É baseado em um modelo de formação de galáxias bem testado que representa nossa compreensão atual de como o Universo funciona. Usando uma técnica extremamente eficiente, a equipe pode simular dezenas de milhões de galáxias em menos de um dia – algo que poderia levar anos usando métodos convencionais. Quando o Roman é lançado e começa a fornecer dados reais, os cientistas podem compará-los a uma série de simulações, colocando seus modelos no teste final. Isso ajudará a desvendar a física da formação de galáxias, a matéria escura – uma substância misteriosa observada apenas por seus efeitos gravitacionais – e muito mais.
Um artigo descrevendo os resultados foi publicado no The Monthly Notices of the Royal Astronomical Society em dezembro de 2022.
Esta imagem, contendo milhões de galáxias simuladas espalhadas pelo espaço e tempo, mostra as áreas que Hubble (branco) e Roman (amarelo) podem capturar em um único instantâneo. O Hubble levaria cerca de 85 anos para mapear toda a região mostrada na imagem na mesma profundidade, mas Roman poderia fazer isso em apenas 63 dias. A visão mais ampla de Roman e as rápidas velocidades de pesquisa revelarão o Universo em evolução de maneiras que nunca foram possíveis antes.
Créditos: Goddard Space Flight Center da NASA e A. Yung
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Desvendando a Web Cósmica
Galáxias e aglomerados de galáxias brilham em aglomerados ao longo de fios invisíveis de matéria escura em uma tapeçaria do tamanho do Universo observável. Com uma visão suficientemente ampla dessa tapeçaria, podemos ver que a estrutura em grande escala do Universo é semelhante a uma teia, com fios que se estendem por centenas de milhões de anos-luz. As galáxias são encontradas principalmente nas interseções dos filamentos, com vastos “ vazios cósmicos ” entre todos os filamentos brilhantes.
É assim que o cosmos se parece agora. Mas se pudéssemos rebobinar o Universo, veríamos algo muito diferente.
Em vez de estrelas gigantes e brilhantes esparsamente espalhadas por galáxias separadas por distâncias ainda mais imensas, nos encontraríamos submersos em um mar de plasma (partículas carregadas). Essa sopa primordial era quase totalmente uniforme, mas, felizmente para nós, havia pequenos nós. Como esses aglomerados eram ligeiramente mais densos do que os arredores, eles tinham uma atração gravitacional um pouco maior.
Ao longo de centenas de milhões de anos, os aglomerados atraíram cada vez mais material. Eles cresceram o suficiente para formar estrelas, que foram atraídas gravitacionalmente em direção à matéria escura que forma a espinha dorsal invisível do Universo. As galáxias nasceram e continuaram a evoluir e, eventualmente, surgiram sistemas planetários como o nosso.
A visão panorâmica de Roman nos ajudará a ver como era o Universo em diferentes estágios e a preencher muitas lacunas em nossa compreensão. Por exemplo, embora os astrônomos tenham descoberto “halos” de matéria escura envolvendo galáxias, eles não têm certeza de como eles se formaram. Ao ver como as lentes gravitacionais causadas pela matéria escura distorcem a aparência de objetos mais distantes, Roman nos ajudará a ver como os halos se desenvolveram ao longo do tempo cósmico.
Nesta vista lateral do universo simulado, cada ponto representa uma galáxia cujo tamanho e brilho correspondem à sua massa. Fatias de diferentes épocas ilustram como Roman será capaz de ver o universo ao longo da história cósmica. Os astrônomos usarão essas observações para entender como a evolução cósmica levou à estrutura semelhante a uma teia que vemos hoje.
Créditos: Goddard Space Flight Center da NASA e A. Yung
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“Simulações como essas serão cruciais para conectar grandes levantamentos galácticos sem precedentes de Roman ao andaime invisível de matéria escura que determina a distribuição dessas galáxias”, disse Sangeeta Malhotra, astrofísico de Goddard e coautor do artigo.
Vendo a imagem maior
Estudar essas vastas estruturas cósmicas com outros telescópios espaciais não é prático porque levaria centenas de anos de observações para juntar imagens suficientes para vê-las.
“Roman terá a capacidade única de corresponder à profundidade do Campo Ultra Profundo do Hubble, mas cobrirá várias vezes mais área do céu do que pesquisas amplas como a pesquisa CANDERS ”, disse Yung. “Essa visão completa do universo primitivo nos ajudará a entender como os instantâneos de Hubble e Webb são representativos de como era então.”
A ampla visão de Roman também servirá como um roteiro que Hubble e Webb podem usar para ampliar áreas interessantes.
As extensas pesquisas celestes de Roman serão capazes de mapear o universo até mil vezes mais rápido que o Hubble. Isso será possível devido à estrutura rígida do observatório, alta velocidade de giro e grande campo de visão do telescópio. Roman se moverá rapidamente de um alvo cósmico para outro. Uma vez que um novo alvo é adquirido, as vibrações se estabilizam rapidamente porque estruturas potencialmente instáveis, como os painéis solares, são fixadas no lugar.
“Roman tira cerca de 100.000 fotos por ano”, disse Jeffrey Kruk, um astrofísico de pesquisa em Goddard. “Dado o campo de visão maior de Roman, levaria mais tempo do que nossas vidas, mesmo para telescópios poderosos como Hubble ou Webb cobrirem tanto céu”.
Ao fornecer uma visão nítida e gigantesca dos ecossistemas cósmicos e em parceria com observatórios como Hubble e Webb, Roman nos ajudará a resolver alguns dos mistérios mais profundos da astrofísica.
O Nancy Grace Roman Space Telescope é gerenciado no Goddard Space Flight Center da NASA, com a participação do Jet Propulsion Laboratory da NASA e Caltech/IPAC no sul da Califórnia, o Space Telescope Science Institute em Baltimore e uma equipe científica composta por cientistas de várias instituições de pesquisa. Os principais parceiros industriais são a Ball Aerospace and Technologies Corporation em Boulder, Colorado; L3Harris Technologies em Melbourne, Flórida; e Teledyne Scientific & Imaging em Thousand Oaks, Califórnia.
Por Ashley Balzer
Goddard Space Flight Center da NASA , Greenbelt, Md.
Contato de mídia:
Goddard Space Flight Center da NASA , Greenbelt, Md.
Fonte: NASA / Editor: Ashley Balzer / Publicação / 01-03-2023
https://www.nasa.gov/goddard/2023/feature/how-nasas-roman-space-telescope-will-rewind-the-universe
Web Science Academy; Hélio R.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).Participou do curso (EAD) de Astrofísica, concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).
Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas” e "Conhecendo a Energia produzida no Sol".
Acompanha e divulga os conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space Administration), ESA (European Space Agency) e outras organizações científicas e tecnológicas.
Participa do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela NASA. A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB), como astrônomo amador.
Participa também do projeto The Globe Program / NASA Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) e U.S Department of State.
>Autor de cinco livros, que estão sendo vendidos nas livrarias Amazon, Book Mundo e outras.
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e-mail: heliocabral@coseno.com.br
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