Il team del telescopio spaziale Nancy Grace Roman della NASA ha annunciato piani per un sondaggio senza precedenti del piano della nostra galassia della Via Lattea. Esso esplorerà questa regione più a fondo di qualsiasi altro sondaggio, mappando più stelle della nostra galassia rispetto a tutte le osservazioni precedenti combinate.
“C’è una gamma davvero ampia di scienze che possiamo esplorare con questo tipo di sondaggio, dalla formazione e evoluzione delle stelle alla polvere tra le stelle e la dinamica del cuore della galassia,” ha detto Catherine Zucker, un’astrofisica presso il Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian a Cambridge, Massachusetts, che ha co-autore di un documento bianco che descrive alcuni dei benefici di un tale programma di osservazione.
Gli scienziati hanno studiato abbastanza bene il vicinato del nostro sistema solare, ma gran parte della galassia rimane nascosta alla vista. Il telescopio spaziale Nancy Grace Roman della NASA esplorerà attraverso spesse fasce di polvere per rivelare parti della nostra galassia che non siamo mai stati in grado di esplorare prima, grazie a un sondaggio del piano galattico appena selezionato.
Un sondaggio del piano galattico è stata la proposta più votata in seguito a una chiamata del 2021 per idee di sondaggio Roman. Ora, la comunità scientifica lavorerà insieme per progettare il programma osservativo in vista del lancio di Roman entro maggio 2027.
“Ci saranno molti compromessi poiché gli scienziati dovranno scegliere tra, ad esempio, quanta area coprire e quanto mapparla completamente in tutti i diversi filtri possibili,” ha detto il co-autore del documento Robert Benjamin, un astronomo presso l’Università del Wisconsin-Whitewater.
Sebbene i dettagli del sondaggio rimangano da determinare, gli scienziati affermano che se coprisse circa 1.000 gradi quadrati – una regione del cielo grande quanto 5.000 lune piene – potrebbe rivelare ben oltre 100 miliardi di oggetti cosmici (principalmente stelle).
“Sarebbe abbastanza vicino a un censimento completo di tutte le stelle della nostra galassia, e ci vorrebbe solo circa un mese,” ha detto Roberta Paladini, una scienziata senior presso Caltech/IPAC a Pasadena, California, e autrice principale del documento bianco. “Ci vorrebbero decenni per osservare una così grande porzione del cielo con i telescopi spaziali Hubble o James Webb. Roman sarà una macchina per sondaggi!”
Gli osservatori con viste più piccole dello spazio hanno fornito immagini squisite di altre galassie, rivelando strutture complesse. Ma studiare l’anatomia della nostra stessa galassia è sorprendentemente difficile. Il piano della Via Lattea copre un’area così grande nel cielo che studiarlo in dettaglio può richiedere molto tempo. Gli astronomi devono anche guardare attraverso spessa polvere che oscura la luce delle stelle lontane.
Sebbene abbiamo studiato bene il vicinato del nostro sistema solare, Zucker dice, “abbiamo una visione molto incompleta di come appare l’altra metà della Via Lattea oltre il centro galattico.”
Osservatori come il ritirato telescopio spaziale Spitzer della NASA hanno condotto sondaggi su larga scala del piano galattico in lunghezze d’onda più lunghe della luce e hanno rivelato alcune regioni di formazione stellare sul lato più lontano della galassia. Ma non poteva risolvere dettagli fini come farà Roman.
“Spitzer ha posto le domande che Roman sarà in grado di risolvere,” ha detto Benjamin.
La combinazione di Roman di un ampio campo visivo, risoluzione nitida e la capacità di guardare attraverso la polvere lo rendono lo strumento ideale per studiare la Via Lattea. E vedere le stelle in diverse lunghezze d’onda della luce – ottica e infrarossa – aiuterà gli astronomi a imparare cose come le temperature delle stelle. Quel singolo pezzo di informazione sblocca molti più dati, dallo stadio evolutivo della stella e dalla composizione alla sua luminosità e dimensione.
“Possiamo fare studi molto dettagliati di cose come la formazione delle stelle e la struttura della nostra stessa galassia in un modo che non possiamo fare per nessun’altra galassia,” ha detto Paladini.
Roman offrirà nuove intuizioni sulla struttura della regione centrale conosciuta come il rigonfiamento, la “barra” che si estende attraverso di essa e le braccia a spirale che si estendono da essa.
“Riscriveremo sostanzialmente l’immagine 3D del lato più lontano della galassia,” ha detto Zucker.
La visione nitida di Roman aiuterà gli astronomi a vedere singole stelle anche nelle nursery stellari sul lato più lontano della galassia. Ciò aiuterà Roman a generare un enorme nuovo catalogo di stelle poiché sarà in grado di mappare 10 volte più lontano rispetto alla mappatura di precisione precedente della missione spaziale Gaia dell’ESA (l’Agenzia Spaziale Europea). Gaia ha mappato oltre 1 miliardo di stelle in 3D principalmente entro circa 10.000 anni luce. Roman potrebbe mappare fino a 100 miliardi di stelle a 100.000 anni luce di distanza o più (estendendosi fino al bordo più lontano della nostra galassia e oltre).
Il sondaggio del piano galattico è il primo sondaggio di astrofisica generale annunciato di Roman – uno dei diversi programmi di osservazione che Roman farà in aggiunta ai suoi tre sondaggi comunitari principali e alla dimostrazione della tecnologia Coronagraph. Almeno il 25% della missione primaria di cinque anni di Roman sarà assegnato a sondaggi di astrofisica generale al fine di perseguire scienze che non possono essere fatte solo con i dati del sondaggio comunitario principale della missione. Gli astronomi di tutto il mondo avranno l’opportunità di utilizzare Roman e proporre ricerche all’avanguardia, consentendo alla comunità astronomica di utilizzare appieno le potenzialità delle capacità di Roman per condurre scienze straordinarie.