Immagine di un Universo sintetico, parte di una simulazione molto più ampia che raffigura il cosmo come lo vedrà il telescopio spaziale Nancy Grace Roman della NASA. Credits: C. Hirata e K. Cao (OSU)/NASA Goddard
Quando il telescopio spaziale Nancy Grace Roman della NASA sarà operativo, si prevede che modificherà radicalmente il modo in cui gli scienziati comprendono le galassie. Avrà infatti la capacità di cercare i fossili galattici e raccontarcene la storia, attraverso immagini ad altissima risoluzione delle galassie dell’Universo vicino.
Gli astronomi stanno progettando una serie di osservazioni mirate, che faranno parte dell’indagine RINGS (Roman Infrared Nearby Galaxies Survey). Il team sta già lavorando ai tools che la comunità astronomica potrà utilizzare, una volta che Roman sarà lanciato e inizierà a raccogliere dati. Il sondaggio RINGS è ancora un concetto preliminare, che potrebbe o meno essere implementato durante la missione scientifica di Roman.
Roman è particolarmente adatto a un’indagine come RINGS grazie alla sua risoluzione, simile a quella del telescopio spaziale Hubble, e al suo ampio campo visivo, pari a 200 volte quello di Hubble nell’infrarosso. Caratteristiche che lo rendono un telescopio che integrerà le capacità a campo ristretto di Hubble.
Il lancio del Nancy Grace Roman attualmente è previsto entro maggio 2027.
L’Universo è un ambiente dinamico e in continua evoluzione, dove le galassie si muovono, si fondono e si trasformano. Purtroppo, dato che questi cambiamenti avvengono su scale temporali di milioni o miliardi di anni, i telescopi possono offrirci solo frammenti di questi processi, compressi all’interno della durata di una vita umana.
Nonostante ciò, le galassie lasciano tracce della loro storia, rivelando come si sono formate. Gli scienziati, osservando brevi istantanee dell’evoluzione galattica, possono ricostruire le tappe che portano alle galassie pienamente sviluppate che vediamo oggi. Esse infatti conservano testimonianze della loro evoluzione nelle loro strutture stellari, un po’ come gli organismi sulla Terra lasciano impronte nelle rocce.
Questi “fossili” galattici sono antichi gruppi di stelle che custodiscono preziose informazioni sulla storia della galassia, comprese le condizioni chimiche presenti al momento della formazione di quelle stelle. Sono di particolare interesse per gli astronomi, come spiega Robyn Sanderson dell’Università della Pennsylvania a Philadelphia, vice-ricercatrice principale del progetto RINGS.
Grazie alla risoluzione avanzata del telescopio Roman, infatti, gli scienziati saranno in grado di identificare questi fossili galattici. Queste strutture su vasta scala, che Roman è in grado di catturare in modo unico, offrono indizi fondamentali sulla storia delle fusioni galattiche. L’obiettivo, spiega Sanderson, è “ricomporre questi fossili per viaggiare a ritroso nel tempo e comprendere come queste galassie hanno avuto origine”.
RINGS consentirà anche di indagare su una delle sostanze più misteriose dell’Universo: la materia oscura. Si tratta di una forma invisibile di materia, che costituisce la maggior parte della massa di una galassia e circa l’80% della materia dell’Universo.
Una classe di oggetti particolarmente utile per testare le teorie sulla materia oscura sono le galassie nane ultra-deboli, così dominate dalla materia oscura che hanno pochissima materia normale per la formazione stellare. Roman, grazie al suo ampio campo visivo e all’alta risoluzione, osserverà questo tipo di galassie per aiutare a testare molteplici teorie sulla materia oscura.
Anche le strutture nell’alone di stelle che circondano una galassia spesso danno indizi sulla quantità di materia oscura presente. Tuttavia, a causa delle dimensioni enormi degli aloni galattici, che spesso sono 15-20 volte più grandi della galassia stessa, gli attuali telescopi non sono in grado di osservarli.
Al momento, gli unici aloni galattici completamente risolti su cui gli scienziati possono basarsi sono la nostra Via Lattea e Andromeda, la galassia più vicina. Roman riuscirà a risolvere questo problema, regalandoci gli aloni di 100 o più di queste galassie completamente risolti.
Insieme a Roman, anche il telescopio spaziale Euclid dell’ESA indagherà sulla natura della materia oscura: utilizzerà strategie diverse, ma complementari a quelle di Roman. Con questi due telescopi, misureremo l’espansione accelerata in modi diversi e con molta più precisione di quanto finora sia mai stato possibile. Qui per approfondire.
Qui puoi trovare la nostra Guida completa al telescopio spaziale Euclid.
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