De Nancy Grace Roman Space Telescope is niet zomaar een spiegel die in het donker zweeft. Het is een onderzoeksmachine. Het is ontworpen om drie van de grootste mysteries van het universum tegelijkertijd aan te pakken – donkere energie, donkere materie en exoplaneten – en opereert op een schaal die de meeste telescopen niet kunnen evenaren. Terwijl Hubble met intense details naar specifieke doelen kijkt, veegt Roman de hemel af met een groothoeklens, waarmee hij in één keer miljoenen sterrenstelsels vastlegt.
Het doel hier is het volgen van de groei. Door te observeren hoe deze sterrenstelsels in de loop van de tijd bewegen en clusteren, hopen wetenschappers de onzichtbare hand van donkere energie te ontcijferen. Deze mysterieuze kracht duwt het universum uit elkaar en versnelt de uitdijing ervan. Roman zal deze versnelling in kaart brengen door de verdeling van materie over enorme kosmische afstanden te bestuderen. Het gaat niet alleen om waar sterrenstelsels zich nu bevinden. Het gaat erom hoe ze daar terecht zijn gekomen.
Donkere materie compliceert het beeld. Het straalt geen licht uit, maar de zwaartekracht buigt de ruimte. Roman zal deze vervorming gebruiken om de onzichtbare steigers van de kosmos te traceren. Door de posities van sterrenstelsels te vergelijken met de onderliggende zwaartekracht, kunnen onderzoekers modellen verfijnen van hoe donkere materie structuur vormt. Dit is geen theoretische speculatie meer. Het zijn meetbare gegevens.
Dan zijn er de exoplaneten. Roman zal ze niet alleen zoeken. Het zal ze vinden met behulp van een techniek die zwaartekrachtmicrolensing wordt genoemd. Wanneer een planeet voor een verre ster langs beweegt, werkt de zwaartekracht ervan als een lens, waardoor het licht van de ster tijdelijk wordt vergroot. Deze methode is vooral goed in het vinden van aardachtige planeten die ver van hun sterren verwijderd zijn. Andere methoden, zoals de transitmethode, worstelen met deze verre banen. Roman vult die leemte.
De Romeinse ruimtetelescoop Nancy Grace zal informatie onthullen die relevant is voor veel gebieden van de astrofysica door grootveldonderzoek te combineren met uiterst nauwkeurige instrumenten.
Met deze aanpak kan het planeten detecteren in andere omgevingen dan die gevonden door Kepler of TESS. Het gaat niet alleen om het vinden van een tweede aarde voor kolonisatiedoeleinden. Het gaat erom te begrijpen hoe vaak aardachtige omstandigheden in de Melkweg voorkomen. De gegevens zullen astronomen helpen te beantwoorden waarom sommige systemen op de onze lijken en andere niet.
Het brede gezichtsveld van de telescoop is zijn superkracht. De meeste observatoria brengen uren of dagen door op een enkel stukje hemel. Roman zal snel grote stukken afleggen. Deze snelheid maakt het mogelijk voorbijgaande gebeurtenissen vast te leggen. Het vangt dingen op die flitsen en vervagen, zoals microlensing-gebeurtenissen, die slechts dagen of weken duren. Hen missen betekent dat je de planeet mist.
Wetenschappers zijn enthousiast omdat de gegevens velden zullen kruisbestuiven. Dezelfde beelden die worden gebruikt om donkere energie te bestuderen, zullen ook sterrenpopulaties onthullen. Dezelfde lensgegevens die exoplaneten vinden, zullen ook halo’s van donkere materie in kaart brengen. Het is een multifunctioneel hulpmiddel in een universum dat zich niets aantrekt van onze disciplinaire grenzen.
De missie weerspiegelt de erfenis van Nancy Grace Roman. Ze was de eerste hoofdastronoom van NASA en een fervent pleitbezorger voor ruimtewetenschap. Het naar haar vernoemen van de telescoop is een knipoog naar haar rol bij het verdedigen van de Hubble-ruimtetelescoop. Nu zal het instrument dat haar naam draagt, dat werk voortzetten. Het is niet alleen het eren van een persoon. Het is een voortzetting van een filosofie.
We betreden een tijdperk van big data-astronomie. Roman zal terabytes aan informatie genereren. Het zal een uitdaging zijn om die ruis te doorzoeken om het signaal te vinden. Maar de potentiële uitbetaling is enorm. We zouden eindelijk kunnen begrijpen waarom het universum uitdijt zoals het doet. Wij
