20 Ago El Telescopio espacial Roman medirá la expansión del Universo

El telescopio espacial Roman de la NASA observará supernovas, fenómenos transitorios y energía oscura, ampliando el conocimiento sobre la historia y expansión del Universo.

El telescopio Roman será una verdadera máquina de descubrimientos, gracias a su imagen de amplio campo y al enorme volumen de datos que generará. Está previsto que se lance a más tardar en mayo de 2027, aunque el equipo trabaja para adelantar el lanzamiento a otoño de 2026.

Sondeo de «Tiempo-Dominio en Latitudes Altas»

Su instrumento de campo amplio en el infrarrojo cercano capturará un área 200 veces mayor que la cámara infrarroja del Telescopio Espacial Hubble, manteniendo la misma nitidez y sensibilidad en las imágenes.

Durante su misión principal de cinco años, el telescopio espacial Roman dedicará aproximadamente el 75% de su tiempo de observación científica a realizar tres sondeos fundamentales, definidos de manera colaborativa por la comunidad científica.

Uno de estos sondeos buscará objetos que estallen, parpadeen o experimenten cualquier otro tipo de cambio, como la explosión de estrellas o estrellas de neutrones en colisión.

Denominado «High-Latitude Time-Domain Survey», este programa observará fuera del plano de nuestra galaxia Vía Láctea (es decir, en latitudes galácticas altas) para estudiar objetos que cambian con el tiempo.

El objetivo principal del sondeo es detectar decenas de miles de supernovas tipo Ia, un tipo particular de supernova. Estas supernovas se utilizarán para estudiar cómo ha evolucionado la expansión del Universo a lo largo del tiempo.

“El telescopio espacial Roman está diseñado para encontrar decenas de miles de supernovas tipo Ia a distancias mayores que nunca antes”, afirma Masao Sako, de la Universidad de Pennsylvania. “Con ellas, podemos medir la historia de la expansión del Universo, que depende de la cantidad de materia oscura y energía oscura. En última instancia, esperamos comprender mejor la naturaleza de la energía oscura”.

Estudiando la energía oscura

Las supernovas tipo Ia son útiles como sondas cosmológicas porque los astrónomos conocen su luminosidad intrínseca, es decir, cuanto brillan en su máximo. Al compararlas con su brillo observado, los científicos pueden determinar la distancia a la que se encuentran.

El telescopio espacial Roman también podrá medir la velocidad a la que parecen alejarse de nosotros. Al rastrear cómo se alejan a distintas distancias, los científicos trazarán la expansión cósmica a lo largo del tiempo.

Solo el telescopio espacial Roman podrá detectar las supernovas más tenues y lejanas, que iluminan épocas tempranas del Universo.

Complementará así a los telescopios terrestres como el Observatorio Vera C. Rubin en Chile, que se ven limitados por la absorción de la atmósfera terrestre, entre otros factores.

La mayor fortaleza del telescopio terrestre Rubin será detectar supernovas ocurridas en los últimos 5 mil millones de años, mientras que el telescopio espacial Roman ampliará esa colección a tiempos mucho más antiguos.

Efectivamente, Roman será capaz de observar supernovas de 3 mil millones de años después del Big Bang. Es decir, hasta 11 mil millones de años atrás. Esto más que duplicaría la línea temporal medida de la expansión del Universo.

Recientemente, el «Dark Energy Survey» encontró indicios de que la energía oscura podría debilitarse con el tiempo, en lugar de ser una fuerza constante de expansión. Las investigaciones del telescopio espacial Roman serán cruciales para probar esta posibilidad.

Buscando fenómenos exóticos

Para detectar objetos transitorios, cuyo brillo cambia con el tiempo, el telescopio espacial Roman deberá observar los mismos campos estelares a intervalos regulares.

La «High-Latitude Time-Domain Survey» dedicará un total de 180 días de observación a estas tareas a lo largo de cinco años.

La mayor parte ocurrirá en un período de dos años en el centro de la misión, volviendo a observar los mismos campos de estrellas cada cinco días, con 15 días adicionales al inicio para establecer una línea base.

“Para encontrar objetos que cambian usamos una técnica llamada sustracción de imágenes”, explica Sako. “Tomas una imagen y restas otra imagen del mismo sector del cielo tomada mucho antes, lo más temprano posible en la misión. Así eliminas todo lo estático y quedan solo los objetos nuevos”.

El sondeo también incluirá un componente extendido que volverá a observar algunos campos estelares aproximadamente cada 120 días para buscar objetos que cambien a lo largo de períodos largos.

Esto permitirá detectar los transitorios más distantes, que existieron tan solo mil millones de años después del Big Bang. Estos objetos varían más lentamente debido a la dilatación temporal causada por la expansión del Universo.

“Realmente es beneficioso tomar observaciones durante los cinco años de duración de la misión”, afirma Brad Cenko, del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. “Esto permite capturar eventos muy raros y distantes que de otro modo serían casi imposibles de detectar, pero que nos enseñan mucho sobre las condiciones del Universo temprano”.

Este componente extendido recopilará datos de algunos de los transitorios más energéticos y duraderos, como los eventos de disrupción por marea, cuando un agujero negro supermasivo destruye una estrella.

También detectará supernovas de inestabilidad de pares, predichas, pero aún no observadas, donde una estrella masiva explota sin dejar una estrella de neutrones o un agujero negro.

Fuente: NASA Roman Core Survey Will Trace Cosmic Expansion Over Time