El instrumento principal del telescopio espacial Nancy Grace Roman de la NASA es una cámara sofisticada que estudiará el cosmos desde las afueras de nuestro sistema solar hasta el borde del universo observable. Llamado Wide Field Instrument, fue entregado recientemente al Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la agencia en Greenbelt, Maryland.
El gran campo de visión de la cámara, la resolución nítida y la sensibilidad desde las longitudes de onda visibles hasta las infrarrojas cercanas le darán a Roman una visión panorámica y profunda del universo. Escanear porciones mucho más grandes del cielo de las que los astrónomos pueden hacer con los telescopios espaciales Hubble o James Webb de la NASA abrirá nuevas vías de exploración cósmica. Roman está diseñado para estudiar la energía oscura (una misteriosa presión cósmica que se cree que acelera la expansión del universo), la materia oscura (materia invisible que solo se ve a través de su influencia gravitatoria) y los exoplanetas (mundos más allá de nuestro sistema solar).
“Este instrumento convertirá las señales del espacio en una nueva comprensión de cómo funciona nuestro universo”, dijo Julie McEnery, científica principal del proyecto Roman en Goddard. “Para lograr sus principales objetivos, la misión medirá con precisión cientos de millones de galaxias. Se trata de un conjunto de datos bastante amplio que todo tipo de investigadores podrán utilizar, por lo que habrá una avalancha de resultados sobre una amplia gama de ciencias”.
Cerca de 1000 personas han contribuido al desarrollo del instrumento de campo amplio, desde la fase inicial de diseño hasta su ensamblaje a partir de alrededor de un millón de componentes individuales. El diseño del WFI fue un esfuerzo de colaboración entre Goddard y BAE Systems en Boulder, Colorado. Teledyne Imaging Sensors, Hawaii Aerospace Corporation, Applied Aerospace Structures Corporation, Northrop Grumman, Honeybee Robotics, CDA Intercorp, Alluxa y JenOptik proporcionaron componentes críticos. Esas piezas y muchas más, fabricadas por otros proveedores, se entregaron a Goddard y BAE Systems, donde se ensamblaron y probaron antes de la entrega del instrumento a Goddard este mes.
“Estoy muy feliz de entregar este increíble instrumento”, dijo Mary Walker, gerente de instrumentos de campo amplio de Roman en Goddard. “Todos los años de trabajo duro y la dedicación del equipo nos han traído a este momento emocionante”.
Una visión más amplia
Tras el lanzamiento de Roman en mayo de 2027, cada una de las imágenes de 300 millones de píxeles del instrumento de campo amplio capturará una zona del cielo más grande que el tamaño aparente de una luna llena. El gran campo de visión del instrumento permitirá realizar estudios celestes de gran alcance, que revelarán miles de millones de objetos cósmicos en vastas extensiones de tiempo y espacio. Los astrónomos realizarán investigaciones que podrían llevar cientos de años utilizando otros telescopios.
Y al observar desde el espacio, la cámara de Roman será muy sensible a la luz infrarroja (luz con longitudes de onda más largas que las que pueden ver nuestros ojos) procedente de lugares muy lejanos del cosmos. Esta antigua luz cósmica ayudará a los científicos a abordar algunos de los mayores misterios cósmicos, uno de los cuales es cómo evolucionó el universo hasta su estado actual.
Desde el telescopio, el camino de la luz a través del instrumento comienza pasando por uno de varios elementos ópticos en una gran rueda. Estos elementos incluyen filtros, que permiten el paso de longitudes de onda específicas de la luz, y un grism y un prisma, que dividen la luz en todos sus colores individuales. Estos patrones detallados, llamados espectros, revelan información sobre el objeto que emitió la luz.
Luego, la luz viaja hacia el conjunto de 18 detectores de la cámara, cada uno de los cuales contiene 16 millones de píxeles. La gran cantidad de detectores y píxeles le da a Roman su gran campo de visión. El instrumento está diseñado para obtener imágenes precisas y estables y una precisión exquisita en la medición de la cantidad exacta de luz en cada píxel de cada imagen, lo que le da a Roman un poder sin precedentes para estudiar la energía oscura. Los detectores se mantendrán a unos -300 grados Fahrenheit (-184 grados Celsius) para aumentar la sensibilidad al universo infrarrojo.
“Cuando la luz llega a los detectores, eso marca el final de lo que puede haber sido un viaje de 10 mil millones de años a través del espacio”, dijo Art Whipple, un ingeniero aeroespacial de Goddard que ha contribuido al diseño y la construcción del instrumento de campo amplio durante más de una década.
Una vez que Roman comience a observar, su rápida entrega de datos requerirá nuevas técnicas de análisis.
“Si todos los astrónomos de la Tierra trabajaran con los datos de Roman, no habría suficientes personas para analizarlos todos”, dijo McEnery. “Estamos estudiando técnicas modernas como el aprendizaje automático y la inteligencia artificial para ayudar a filtrar las observaciones de Roman y encontrar dónde están las cosas más interesantes”.
Ahora que el instrumento de campo amplio está en Goddard, se probará para garantizar que todo funcione como se espera. Se integrará en el portainstrumentos y se acoplará al telescopio este otoño, lo que acercará a los científicos un paso más a realizar descubrimientos revolucionarios para las próximas décadas.
Para realizar un recorrido virtual de una versión interactiva del telescopio, visite https://roman.gsfc.nasa.gov/interactive
El telescopio espacial Nancy Grace Roman es administrado por el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, con la participación del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA y Caltech/IPAC en el sur de California, el Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial en Baltimore y un equipo científico compuesto por científicos de varias instituciones de investigación. Los principales socios industriales son BAE Systems, Inc. en Boulder, Colorado; L3Harris Technologies en Rochester, Nueva York; y Teledyne Scientific & Imaging en Thousand Oaks, California.
Traducción no oficial con fines divulgativos del artículo original en Ingles
Créditos: Ashley Balzer / Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, Greenbelt, Maryland.