Le télescope spatial romain Nancy Grace va « rembobiner » l’univers. Voici comment
Une nouvelle simulation de millions de galaxies a montré à quel point le futur télescope spatial romain Nancy Grace (Roman) sera puissant lorsqu’il ouvrira ses yeux sur l’univers.
La NASA affirme que le télescope fera reculer « l’horloge cosmique » et permettra aux astronomes de voir l’espace d’une manière qu’ils n’ont jamais vue auparavant. Cela devrait aider les scientifiques à comprendre comment l’univers a évolué d’une mer de particules denses vers le cosmos que nous voyons aujourd’hui plein d’étoiles et de galaxies.
Prévu pour être lancé au plus tôt en mai 2027, le pouvoir de Roman de révolutionner l’astronomie réside dans le fait qu’il aura la capacité de capturer de vastes régions de l’espace en une seule image. Comme exemple surprenant de cette puissance d’observation accrue, la simulation montre comment en seulement 63 jours Roman peut imager une quantité de ciel qu’il faudrait au télescope spatial Hubble 85 années capturer.
Le véritable avantage du télescope spatial romain Nancy Grace se fera sentir lorsqu’il sera associé à ses collègues télescopes spatiaux, avec Hubble capable de voir un spectre de lumière plus large et le télescope spatial James Webb (JWST) offrant des observations plus profondes.
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« Les télescopes spatiaux Hubble et James Webb sont optimisés pour étudier les objets astronomiques en profondeur et de près, ils ressemblent donc à regarder l’univers à travers des trous d’épingle », a déclaré le responsable d’une étude décrivant la simulation et le postdoctorant au Goddard Space Flight Center de la NASA. à Greenbelt, Maryland, Aaron Yung, a déclaré dans un communiqué de la NASA (s’ouvre dans un nouvel onglet). « Pour résoudre les mystères cosmiques à grande échelle, nous avons besoin d’un télescope spatial qui peut fournir une vue beaucoup plus large. C’est exactement ce que Roman est conçu pour faire. »
La simulation créée par Yung et l’équipe montre une parcelle de ciel mesurant 2 degrés carrés, ce qui équivaut à 10 fois la taille apparente de la pleine lune dans le ciel nocturne. Dans cette parcelle d’espace simulé, plus de 5 millions de galaxies sont représentées.
La même simulation peut modéliser des dizaines de millions de galaxies en moins d’une journée, ce qui prendrait des années avec des méthodes plus conventionnelles. Lorsque Roman se lance et atteint un état opérationnel, les chercheurs peuvent alors prendre ses observations et les comparer à la simulation, les aidant à percer certains des plus grands mystères de l’univers.
Cela pourrait inclure l’étude de la nature de l’énergie noire – la force qui entraîne l’accélération de l’expansion de l’univers – et de la matière noire, la substance qui est presque complètement invisible bien qu’elle compose environ 85% de la matière dans le cosmos.
Comment Roman étudiera la matière noire et l’énergie noire
Les galaxies et les amas qu’elles forment parfois se développent en « amas » dans tout l’univers qui sont reliés par des fils invisibles de matière noire. Les galaxies sont positionnées le long de ces filaments de matière noire aux points où ils se croisent. Entre ces brins se trouvent d’énormes vides cosmiques.
Cela crée une tapisserie de l’univers avec une structure en forme de toile s’étendant sur des centaines de millions d’années-lumière qui ne peut être vue qu’avec une vue incroyablement large. Pourtant, cette image serait très différente pour les astronomes s’ils pouvaient la voir telle qu’elle est apparue beaucoup plus tôt dans les 13,7 milliards d’années d’histoire de l’univers.
Rembobiner le temps cosmique révélerait l’univers primitif comme une mer primordiale uniforme de plasma composée de particules chargées avec des plaques trop denses qui s’effondreraient sous leur propre gravité pour donner naissance aux premières étoiles au cours de centaines de millions d’années. Attirés par l’attraction gravitationnelle de la matière noire, ces premières étoiles se regrouperaient alors en galaxies qui évolueront ensuite pour être peuplées de systèmes planétaires comme notre système solaire.
Roman pourra revenir sur les différentes étapes de cette progression alors que l’univers commençait à prendre forme. Parce que l’influence gravitationnelle de la matière noire aide à déterminer la distribution des galaxies, la regarder aider à la formation des premières galaxies pourrait faire la lumière sur la nature de cette forme mystérieuse de matière alors qu’elle joue son rôle de « colonne vertébrale invisible » de l’univers. À plus petite échelle, ce retour dans le temps pourrait également permettre aux astronomes de voir l’effet de la matière noire lorsqu’elle forme des halos invisibles autour des premières galaxies, révélant ainsi comment elles évoluent individuellement.
Roman permettra également aux astronomes de rembobiner la récente expansion accélérée de l’univers pour en savoir plus sur l’énergie noire, la force qui entraîne cette expansion.
« La plupart des capacités du télescope romain Nancy Grace en feront un instrument approprié pour étudier la nature de l’énergie noire », a déclaré Luz Ángela García, chercheuse postdoctorale en cosmologie à l’Université ECCI de Bogotá, en Colombie. a récemment déclaré à Space.com. « En raison de sa large couverture du ciel, le télescope capturera une image sans précédent nombre de galaxies dans son champ de vision et la distribution de ces galaxies dans notre univers, ce qui nous permettra de comprendre l’effet de l’énergie noire sur de grandes échelles cosmologiques et le regroupement et l’évolution des galaxies. »
La NASA souligne que les vastes relevés célestes de Roman pourront cartographier l’univers jusqu’à mille fois plus vite que Hubble, le télescope se déplaçant rapidement d’une cible d’observation à l’autre.
« Roman prendra environ 100 000 photos chaque année », a déclaré l’astrophysicien chercheur de Goddard, Jeffrey Kruk, dans un communiqué de la NASA. « Étant donné le champ de vision plus large de Roman, il faudrait plus de temps que nos vies, même pour des télescopes puissants comme Hubble ou Webb pour couvrir autant de ciel. »
Début de vie en tant que télescope infrarouge à champ large (WFIRST) Roman a été renommé en mai 2020 en l’honneur de Nancy Grace Roman, une scientifique pionnière qui a été la première astronome en chef de la NASA de 1961 à 1963.
Romain, qui décédé le 26 décembre 2018 à l’âge de 93 ans, était affectueusement surnommée « la mère de Hubble », surnom qu’elle a gagné en raison de son plaidoyer inlassable pour de nouveaux outils qui permettraient aux astronomes d’étudier l’univers plus large. Cette poussée conduirait finalement au lancement de la Le télescope spatial Hubble en 1990.
La simulation montrant la puissance d’observation du télescope romain est disponible pour télécharger ici. (s’ouvre dans un nouvel onglet) Un article traitant de la simulation a été publié en décembre dans la revue Avis mensuels de la Royal Astronomical Society (s’ouvre dans un nouvel onglet).
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