Aanstaande zondag lanceert de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA een gloednieuwe ruimtetelescoop: de Nancy Grace Roman Space Telescope. Roman, zoals het instrument kortweg wordt genoemd, gaat de komende vijf jaar miljarden sterren en sterrenstelsels in kaart brengen en werpt hopelijk nieuw licht op donkere materie en donkere energie.
De nieuwe ruimtetelescoop, genoemd naar de eerste Chief of Astronomy bij NASA, heeft een spiegel met een diameter van 2,4 meter – even groot als de Hubble Space Telescope. Dat betekent dat Roman even gevoelig is en even scherpe beelden op zal leveren als Hubble. Het grote verschil is dat het beeldveld van Roman ongeveer honderdmaal zo groot is: elke opname beslaat een gebied aan de hemel dat anderhalf keer zo groot is als de vollemaan.
‘Het zou Hubble een eeuw kosten om evenveel data te verzamelen als wat Roman in één maand doet’, aldus wetenschappelijk projectleider Julie McEnery.
Er is nog een belangrijk verschil tussen de twee ruimtetelescopen: astronomen gebruiken Hubble (en zijn opvolger, de James Webb Space Telescope) om zorgvuldig geselecteerde objecten en verschijnselen in detail te bestuderen, maar Roman is een zogeheten survey-instrument. Dat betekent dat hij een vooraf vastgesteld waarnemingsprogramma gaat uitvoeren, waarbij grote delen van de sterrenhemel systematisch en op één standaardmanier in kaart worden gebracht. Hooguit een kwart van de tijd is beschikbaar voor ‘gastobservaties’.
De extreem gevoelige Roman-camera, met ruim driehonderd miljoen pixels, gaat precisiemetingen uitvoeren aan de vormen van verre sterrenstelsels. De beeldjes van die stelsels worden namelijk beïnvloed door de zwaartekracht van donkere materie in het heelal. Sterrenkundigen hopen zo een beter beeld te krijgen van de ruimtelijke verdeling van dit raadselachtige kosmische bestanddeel, dat geen enkele vorm van straling produceert, maar wel zwaartekracht uitoefent op zijn omgeving. Naar verwachting leveren de metingen ook informatie op over de al even mysterieuze donkere energie, de ‘motor’ achter de versnellende uitdijing van het heelal.
Jacht op transients
‘Het lijkt waarschijnlijk dat Roman gaat aantonen dat het huidige standaardmodel van de samenstelling en de evolutie van het heelal niet klopt’, aldus McEnery. Eerder liet ze aan het Amerikaanse maandblad Sky & Telescope weten dat ze verwacht dat de Roman-resultaten een Nobelprijs zullen gaan opleveren.
Daarnaast heeft de ruimtetelescoop een coronagraaf aan boord, die het licht van een ster voor 99,9999999 procent kan afschermen, zodat rondcirkelende planeten in beeld gebracht kunnen worden. Roman kan zulke exoplaneten overigens ook op het spoor komen doordat ze voor hun moederster langs bewegen (een zogeheten planeetovergang), of doordat ze het licht van een verre achtergrondster tijdelijk versterken – een verschijnsel dat microzwaartekrachtlenswerking heet. Volgens McEnery zal Roman het aantal bekende exoplaneten misschien wel met een factor veertig vergroten.
Tot slot maakt Roman jacht op transients: veranderlijke verschijnselen aan de hemel zoals exploderende sterren (supernova’s), uitbarstingen in verre sterrenstelsels, en tidal disruption events, waarbij een complete ster wordt opgeslokt door een zwart gat. ‘Dankzij het grote beeldveld en de enorme gevoeligheid is Roman bij uitstek geschikt om jacht te maken op merkwaardige, zeldzame verschijnselen’, aldus McEnery.
Voor het grote publiek zullen vooral de spectaculaire opnamen van de Roman Space Telescope tot de verbeelding spreken. NASA zal de eerste foto’s naar verwachting eind dit jaar presenteren, nadat de ruimtetelescoop op zijn definitieve bestemming is aangekomen (op anderhalf miljoen kilometer ‘achter’ de aarde, gezien vanaf de zon) en de instrumenten zijn uitgetest en ingeregeld.
