Нова симуляція показує, як космічний телескоп NASA імені Ненсі Грейс Роман поверне назад космічний годинник, розкривши Всесвіт, що розвивається, як ніколи раніше, коли він буде запущений у травні 2027 року. Завдяки своїй здатності швидко знімати величезні простори космосу, «Роман» допоможе нам зрозуміти, як Всесвіт перетворився з первісного моря заряджених частинок у заплутану мережу величезних космічних структур, які ми бачимо сьогодні.
«Космічні телескопи «Хаббл» і «Джеймс Вебб» оптимізовані для вивчення астрономічних об’єктів на глибині та зблизька, тому вони ніби дивляться на Всесвіт крізь отвори», — сказав Аарон Юнг, докторант Центру космічних польотів імені Годдарда NASA в Грінбелті, штат Меріленд, який керує дослідженням. «Щоб розгадати космічні таємниці в найбільших масштабах, нам потрібен космічний телескоп, який може забезпечити набагато більший огляд. Це саме те, для чого Роман створений».
Поєднання великого огляду «Романа» з ширшим охопленням довжини хвилі Хаббла та більш детальними спостереженнями Вебба запропонує більш повне уявлення про Всесвіт.
Галактики та скупчення галактик світяться згустками вздовж невидимих ниток темної матерії в гобелені розміром із видимий Всесвіт. При досить широкому огляді цього гобелена ми можемо побачити, що великомасштабна структура Всесвіту схожа на павутину, з нитками, які простягаються на сотні мільйонів світлових років. Галактики здебільшого знаходяться на перетині ниток із величезними «космічними пустотами» між усіма блискучими нитками.
Ось так зараз виглядає космос. Але якби ми змогли перемотати всесвіт назад, ми б побачили щось зовсім інше.
Замість гігантських палаючих зірок, рідко розкиданих по галактиках, кожну з яких відокремлюють ще більші відстані, ми опинимося зануреними в море плазми (заряджених частинок). Цей первісний суп був майже повністю однорідним, але, на наше щастя, були маленькі вузлики. Оскільки ці згустки були трохи щільнішими за навколишнє середовище, вони мали трохи більший гравітаційний потяг.
Протягом сотень мільйонів років згустки втягували все більше і більше матеріалу. Вони виросли достатньо великими, щоб утворити зірки, які гравітаційно притягувалися до темної матерії, яка утворює невидимий хребет Всесвіту. Галактики народжувалися та продовжували розвиватися, і зрештою виникли планетарні системи, такі як наша.
Панорамний вид Романа допоможе нам побачити, яким був Всесвіт на різних етапах, і заповнити багато прогалин у нашому розумінні. Наприклад, хоча астрономи виявили «ореоли» темної матерії, що огортають галактики, вони не впевнені, як вони утворилися. Побачивши, як гравітаційне лінзування, спричинене темною матерією, спотворює вигляд віддалених об’єктів, Роман допоможе нам побачити, як гало розвивалися протягом космічного часу.
«Подібне моделювання матиме вирішальне значення для встановлення зв’язку безпрецедентних досліджень великих галактик від Романа до невидимого каркасу темної матерії, який визначає розподіл цих галактик», — сказала Сангіта Малхотра, астрофізик з Годдарда.
Вивчення таких величезних космічних структур за допомогою інших космічних телескопів непрактично, тому що потрібні сотні років спостережень, щоб зібрати достатньо зображень, щоб побачити їх.
Авторство: Центр космічних польотів імені Годдарда НАСА та А. Юнг
«Роман матиме унікальну здатність відповідати глибині Hubble Ultra Deep Field, але охоплюватиме в кілька разів більшу площу неба, ніж широкі дослідження, такі як дослідження CANDELS», — сказав Юнг. «Таке повне уявлення про ранній Всесвіт допоможе нам зрозуміти, наскільки репрезентативними є знімки Хаббла та Вебба про те, яким він був тоді».
Широкий огляд Романа також слугуватиме дорожньою картою, яку Хаббл і Вебб зможуть використовувати для збільшення цікавих областей.
Широкі астрономічні дослідження Романа зможуть скласти карту Всесвіту в тисячу разів швидше, ніж Хаббл. Це стане можливим завдяки жорсткій конструкції обсерваторії, високій швидкості повороту та великому полю зору телескопа. Роман буде швидко рухатися від однієї космічної цілі до іншої. Коли буде виявлено нову ціль, вібрації швидко вщухнуть, оскільки потенційно хиткі структури, такі як сонячні батареї, зафіксовані на місці.
«Роман робитиме близько 100 000 знімків щороку», — сказав Джеффрі Крук, астрофізик-дослідник з Goddard. «Враховуючи ширше поле зору Романа, навіть потужним телескопам, таким як «Хаббл» або «Вебб», знадобиться більше часу, ніж наше життя, щоб охопити стільки неба».
Забезпечуючи гігантський, чіткий огляд космічних екосистем і об’єднавшись із такими обсерваторіями, як Хаббл і Вебб, Роман допоможе нам розгадати деякі з найглибших таємниць астрофізики.
