Телескоп Нэнси Грейс Роман (ранее WFIRST), наряду с телескопом Джеймса Уэбба, является одной из самых ожидаемых обсерваторий. Его широкое поле зрения позволит астрономам лучше понять тайны темной материи или темной энергии, но также ожидается, что миссия откроет тысячи новых планет. Для этого телескоп будет использовать два метода: транзитный и микролинзирования.
Метод транзита заключается в измерении кривой света, излучаемого звездами. Иногда наблюдаются периодические падения яркости, часто предавая прохождение экзопланет, проходящих перед звездой по отношению к наблюдателю. Эти изменения характеризуются очень небольшими, но регулярными спадами в течение фиксированных периодов времени.
Транзитный подход к поиску экзопланет доказал свою эффективность в миссиях Kepler (в отставке) или TESS (все еще действует). Из более чем 4000 подтвержденных на сегодняшний день внесолнечных планет более половины были обнаружены с помощью этого метода.
Большое поле зрения миссии, ее разрешение и невероятная стабильность обеспечат уникальную наблюдательную платформу для поиска других миров с помощью технологии микролинзирования.
Гравитационная микролинза, грубо говоря, является уменьшенной версией гравитационной линзы.
Это происходит, когда звезда на переднем плане, цель, с нашей точки зрения совпадает со звездой заднего плана. Затем свет от фоновой звезды будет изгибаться, удваиваться и усиливаться гравитационным полем первой. В зависимости от того, как ведет себя свет, астрономы могут затем определить наличие одной или нескольких планет, если они считают, что только звезда не может нести ответственность за наблюдаемый эффект.
«Микролинзированные явления редки и происходят быстро, поэтому вам придется снова и снова смотреть на многие звезды и точно измерять изменения яркости, чтобы их обнаружить«, — говорит астрофизик Бенджамин Монтет из Университета Нового Южного Уэльса в Сиднее.
Эти два метода дополняют друг друга. С одной стороны, метод транзита лучше всего работает с планетами, находящимися вблизи своей звезды. С другой стороны, метод микролицензирования позволяет обнаруживать планеты, вращающиеся вдали от звезд-хозяев.
Кроме того, этот метод также может позволить нам встретить «блуждающие» планеты, которые не связаны гравитацией с какой-либо звездой. Тысячи этих миров могут самостоятельно бродить по нашей Галактике.
В общей сложности Бенджамин и его команда считают, что телескоп Нэнси Грейс Роман может обнаружить присутствие более 100 000 новых планет.
Ожидается, что около трех четвертей этих миров будут газовыми гигантами, такими как Юпитер и Сатурн, или ледяными гигантами, такими как Уран и Нептун. Остальные, вероятно, будут планетами в четыре-восемь раз больше Земли, называемыми мини-Нептунами. Эти объекты интересны тем, что не похожи ни на какие другие объекты нашей Солнечной системы.
Телескоп Нэнси Грейс Роман также будет сканировать звезды намного дальше, чем его предшественники. Например, первоначальное исследование Кеплера отслеживало звезды на среднем расстоянии около 2000 световых лет, в то время как TESS фокусировался на близлежащих звездах, расположенных в пределах 200 световых лет. Роман сможет проецировать свой взгляд на расстояние более 25 000 световых лет.
Кроме того, этот телескоп также предложит инструмент, который может напрямую отображать близкие экзопланеты, блокируя свет их звезды через гораздо более чувствительный коронограф, чем у Хаббла. Джейсон Роудс, один из исследователей этого проекта, считает, что ему удастся уменьшить количество падающего звездного света в миллиард раз.
Запуск в 2025 году
В ожидании запуска строительство телескопа продолжается. Несколько месяцев назад НАСА заявило, что завершило строительство своего главного зеркала диаметром 2,4 метра. Покрытый слоем серебра толщиной менее 400 нанометров — примерно в 200 раз тоньше человеческого волоса — он сможет отражать ближний инфракрасный свет.
На данный момент все еще ожидается, что телескоп будет выведен на орбиту в 2025 году, чтобы подняться на 1,5 миллиона км от Земли в направлении, противоположном Солнцу. Его первичная миссия должна продлиться около пяти лет.