Falcon Heavy úspěšně vynesl teleskop Nancy Grace Roman

Teleskop Nancy Grace Roman disponuje 2,4metrovým primárním zrcadlem a dvěma přístroji. Primární zrcadlo má stejné rozměry jako zrcadlo Hubbleova kosmického dalekohledu. Původně bylo vyrobeno pro špionážní satelity amerického Národního průzkumného úřadu (NRO), který v roce 2012 daroval NASA dvě nevyužité optické sestavy tohoto typu. Konstruktéři následně upravili tvar a povrch zrcadla tak, aby splňovalo požadavky nového teleskopu.

Hlavním vědeckým přístrojem dalekohledu je WFI (Wide-Field Instrument), širokoúhlá kamera a spektrometr pro viditelné a blízké infračervené záření. Jeho ohniskovou rovinu tvoří mozaika 18 detektorů H4RG-10 s celkovým rozlišením 300 megapixelů, citlivých na záření o vlnových délkách od 0,48 do 2,30 μm. Jediný snímek z WFI zachytí větší plochu oblohy, než na ní zabírá Měsíc v úplňku. Zorné pole přístroje je přibližně stokrát větší než u nejširších snímků Hubbleova kosmického dalekohledu, a to při srovnatelné citlivosti a prostorovém rozlišení. O volbu pozorovacího režimu a spektrálního pásma se stará otočný mechanismus Element Wheel Assembly umístěný před detektorovým polem. Obsahuje osm filtrů pro snímkování – sedm pásmových a jeden širokopásmový, dále hranol a grism pro bezštěrbinovou spektroskopii v celém zorném poli a neprůhledný prvek využívaný při kalibracích. Natočením vybraného prvku do optické dráhy může WFI přepínat mezi jednotlivými spektrálními pásmy, zobrazováním a spektroskopií. Neprůhledný prvek společně s vnitřním kalibračním systémem umožňuje sledovat odezvu detektorů a odlišovat změny způsobené samotným přístrojem od skutečných astronomických signálů.

Druhým přístrojem teleskopu je koronograf CGI (Coronagraph Instrument), který slouží především jako technologický demonstrátor pro budoucí přímé zobrazování exoplanet ve viditelném světle. Pomocí soustavy koronografických masek, dvou deformovatelných zrcadel a aktivního řízení vlnoplochy dokáže výrazně potlačit oslepující záři mateřské hvězdy a odhalit mnohem slabší světlo planet v její bezprostřední blízkosti. CGI je navržen tak, aby dokázal zachytit planety až stamilionkrát slabší než jejich hvězdy, což představuje přibližně stokrát až tisíckrát lepší kontrast než u dosavadních kosmických koronografů. Roman by tak mohl v odraženém světle přímo zobrazit planety podobné Jupiteru, které jsou starší a chladnější než většina exoplanet dosud pozorovaných touto metodou. Hlavním cílem CGI však není rozsáhlý vědecký průzkum, ale ověření technologií potřebných pro příští generaci kosmických koronografů, mimo jiné pro koncept budoucí observatoře Habitable Worlds Observatory (HWO). Ten má v budoucnu umožnit přímé zobrazování a spektroskopickou charakterizaci planet podobných Zemi u hvězd podobných Slunci a hledání možných známek života v jejich atmosférách.

Mezi hlavní vědecké cíle teleskopu Nancy Grace Roman patří výzkum zrychleného rozpínání vesmíru, temné energie a rozložení temné hmoty. Astronomové se mimo jiné pokusí zjistit, zda zrychlování rozpínání vesmíru skutečně způsobuje dosud neznámá forma energie, zda se její vlastnosti v průběhu vývoje vesmíru měnily, nebo zda bude nutné upravit naše současné chápání gravitace na kosmologických škálách. Dalekohled k tomu využije několik nezávislých metod – pozorování supernov typu Ia, měření baryonových akustických oscilací v rozložení galaxií a slabé gravitační čočkování. Mapováním poloh stovek milionů galaxií a nepatrných deformací jejich obrazů tak bude sledovat vývoj velkorozměrové struktury vesmíru i rozložení viditelné a temné hmoty v průběhu historie kosmu.

Druhou významnou oblastí bude výzkum exoplanet. Pomocí gravitačního mikročočkování by měl Roman objevit tisíce exoplanet a výrazně rozšířit naše znalosti o planetách ve vzdálenějších částech planetárních soustav. Průzkum bude citlivý na široké rozpětí planetárních hmotností a vzdáleností od mateřských hvězd, včetně kamenných planet v obyvatelných zónách i chladných světů na vzdálených drahách. Zachytit by měl také populaci volně putujících planet, které neobíhají kolem žádné hvězdy.

Teleskop nese jméno americké astronomky Nancy Grace Roman (1925-2018), která se zásadně podílela na rozvoji kosmické astronomie v NASA. Do agentury nastoupila v roce 1959 jako první žena ve výkonné funkci a první vedoucí astronomického programu NASA. Významnou roli sehrála především při přípravě Hubbleova kosmického dalekohledu, jehož vznik prosazovala uvnitř NASA i před americkým Kongresem, a vysloužila si proto přezdívku „matka Hubbleova teleskopu“. Symbolickou spojitost mezi oběma observatořemi představuje i její pozdější odpověď na otázku, který Hubbleův objev považuje za nejzajímavější: temnou energii. Právě výzkum temné energie patří mezi hlavní vědecké cíle teleskopu, který dnes nese její jméno.

Po úspěšném oddělení od horního stupně Falconu Heavy teleskop Nancy Grace Roman navázal spojení se Zemí a rozvinul solární panely, které zároveň slouží jako sluneční clona. Nyní ho čeká přibližně tříměsíční cesta k libračnímu bodu L2 soustavy Slunce–Země, vzdálenému asi 1,5 milionu kilometrů od naší planety, spojená s postupným uváděním observatoře do provozu. Po navedení na halo dráhu kolem bodu L2 projdou jeho přístroje dalšími testy a kalibracemi, než začne pětiletá primární vědecká mise. Podle odhadů by měl teleskop na Zemi každý den odeslat rekordních 1,4 terabajtů surových vědeckých dat.

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] Nancy Grace Roman Space Telescope - NASA
[2] Nancy Grace Roman Space Telescope - Wikipedia
[3] NASA’s Dark Universe-Seeking Nancy Grace Roman Space Telescope Launches
[4] NASA
[5] The Roman Observatory - NASA
[6] Wide Field Instrument - NASA
[7] Coronagraph - NASA