Nancy Grace Roman Space Telescope

O Telescópio Espacial Nancy Grace Roman (nome dado em homenagem à primeira Chefe de Astronomia da NASA, conhecida como "mãe do Hubble") foi projetado para investigar a matéria escura, a energia escura e os exoplanetas, entre outros objetivos no campo da astrofísica. Com um amplo campo de visão em infravermelho, ele é capaz de escanear vastas e profundas áreas do céu.

Como cada levantamento amostrará um volume tão grande do cosmos, a missão oferecerá oportunidades praticamente ilimitadas para a condução de uma ampla gama de pesquisas científicas adicionais. De objetos do Sistema Solar externo e estrelas em explosão a buracos negros em crescimento e bilhões de galáxias, muito pouco estará fora de seu alcance.

Os dados serão disponibilizados ao público à medida que forem processados, permitindo que muitas equipes possam analisá-los simultaneamente.

A ideia de desenvolvimento de um telescópio de campo amplo já vinha sendo debatida desde os anos 2000, a partir de diversas propostas, algumas focadas em objetivos de estudos sobre expansão acelerada do universo e energia escura, outras na busca de exoplanetas por microlentes gravitacionais.

Em 2010, o projeto WFIRST — Wide Field Infrared Survey Telescope ("telescópio de levantamento infravermelho de campo amplo") — foi classificado como a principal prioridade para uma grande missão espacial no levantamento decenal de astronomia e astrofísica dos Estados Unidos.

A administração da NASA assumiu o desafio e, em maio de 2013, a Diretoria de Missões Científicas da agência assumiu o comando geral das atividades de pré-formulação da missão, dando início ao desenvolvimento do projeto.

Já em 2014, foi anunciada a concepção dos dois instrumentos principais do futuro observatório: o Wide Field Instrument (WFI) e o Coronagraph Instrument (CGI), sobre os quais discorreremos em um próximo subtópico.

A partir de então, muitas equipes e setores da NASA estiveram envolvidos nos processos de planejamento, construção e testes dos diversos componentes do WFIRST que, a partir de 2020, foi renomeado como Nancy Grace Roman Space Telescope em homenagem à primeira astrônoma-chefe da história da NASA, historicamente conhecida como "mãe do Hubble".

Confira os momentos mais marcantes da evolução desse notável observatório espacial, ao longo de mais de uma década, culminando com seu lançamento:

• Maio de 2018 - Contratação da Ball Aerospace and Technologies Corporation para a construção dos componentes principais dos instrumentos científicos do WFIRST.
• Setembro de 2020 - Conclusão do espelho primário do Roman, projetado de modo a coletar a luz de objetos cósmicos próximos e distantes.
• Setembro de 2021 - Conclusão de todos os trabalhos de projeto e engenharia de desenvolvimento.
• Maio de 2023 - O FPS (Focal Plane System), núcleo da câmera do telescópio, é concluído e entregue à Ball Aerospace para integração ao WFI.
• Outubro de 2024 - Conclusão e integração do CGI ao porta-instrumentos do Roman.
• Novembro de 2024 - Conclusão do telescópio óptico, composto pelo espelho primário, nove espelhos adicionais, estruturas de suporte e componentes eletrônicos.
• Janeiro de 2025 - Integração de toda a carga útil - telescópio e porta-instrumentos (contendo o WFI e o CGI) - à espaçonave que está levando o Roman até seu posicionamento no espaço e que permitirá seu funcionamento enquanto ele estiver lá.
• Fevereiro de 2025 - Integração da cobertura de abertura retrátil - uma espécie de viseira para ajudar a impedir a entrada de luz indesejada - ao conjunto do tubo externo, outra estrutura projetada para proteger o telescópio da luz difusa, além de mantê-lo a uma temperatura estável. Adicionalmente, foram instalados dois protetores solares no segmento interno do Roman.
• Julho de 2025 - Instalação do conjunto de painéis solares, denominado Solar Array Sun Shield (SASS), que fornecerá energia e proteção térmica ao observatório.
• Novembro de 2025 - Testes importantes para a garantia de sucesso do lançamento: vibração e uma forte explosão sonora.
• Dezembro de 2025 - Conclusão da construção do telescópio, com união de suas partes interna e externa.

Sucederam-se novos testes, correções e demais preparativos até que, finalmente, o Roman foi lançado com sucesso em 30 de agosto de 2026, às 8h26 (horário de Brasília), a bordo de um foguete Falcon Heavy da SpaceX, a partir do Complexo de Lançamento 39A do Kennedy Space Center, na Flórida.

Atualmente, ele está em uma viagem de aproximadamente três meses até sua órbita operacional em torno do ponto L2, durante a qual passa também pelo processo de comissionamento de seus sistemas.

O Roman será colocado em uma órbita a aproximadamente 1,5 milhão de quilômetros da Terra, em torno do segundo ponto de Lagrange do sistema Sol–Terra (L2), na mesma região do espaço onde opera o Telescópio Espacial James Webb.

Nessa posição, sob a influência das forças gravitacionais do Sol e da Terra, aliadas ao seu próprio movimento, ele permanecerá alinhado com a Terra e recebendo os raios solares que alimentarão seus painéis - uma órbita relativamente estável sem usar muito combustível.

A localização também oferece desempenho óptico excepcionalmente estável, com uma visão constante e desobstruída de uma ampla faixa do céu. A Terra não se constituirá em um elemento de bloqueio de grande parte da visão, pois estará muito distante. Além disso, em L2, o calor da Terra, do Sol e da Lua tem menos efeito sobre telescópios infravermelhos, que "enxergam" calor.

Assim como o James Webb, o Roman descreverá uma grande órbita ao redor do ponto L2 — muito maior do que a órbita da Lua ao redor de nosso planeta — e os dois serão facilmente mantidos bem distantes um do outro, sem qualquer risco de colisão.

O observatório tem formato cilíndrico, o que ajudará no bloqueio da luz indesejada do Sol, da Terra e da Lua. Além disso, a localização distante da espaçonave contribuirá para manter os instrumentos resfriados.

A estabilidade térmica em L2 proporcionará uma melhoria de dez vezes em relação ao Hubble em grande parte dos dados que o Roman coletará.

São posições especiais em um sistema formado por dois corpos massivos, nas quais os efeitos gravitacionais desses corpos, combinados com o movimento orbital do terceiro corpo, permitem estabelecer uma configuração de equilíbrio no referencial que gira com o sistema. Nesses pontos, uma espaçonave pode acompanhar o movimento orbital dos corpos principais com menor gasto de combustível.

No sistema Sol-Terra, são identificados 5 pontos de Lagrange:

L1, L2 e L3 situam-se ao longo da linha que liga as duas grandes massas e são pontos de Lagrange instáveis. L1 e L2 são instáveis em uma escala de tempo de aproximadamente 23 dias, o que exige correções regulares de trajetória para as espaçonaves que operam em suas proximidades. No caso do Roman, a previsão atual é de que, uma vez estabelecido em sua órbita de halo, sejam necessários disparos de manutenção orbital aproximadamente a cada 28 dias.

Os pontos estáveis ​​— L4 e L5 — formam o vértice de dois triângulos equiláteros que possuem as maiores massas em seus vértices. L4 precede a órbita da Terra e L5 a segue.

A primeira sonda espacial a se posicionar em torno de L2 foi a WMAP, da NASA, lançada em 2001. Em 8 de setembro de 2010, após encerrar sua coleta de dados, seus propulsores foram acionados e ela foi direcionada para uma órbita de descarte ao redor do Sol. O James Webb atualmente opera em torno de L2, e o Roman deverá se juntar a ele nessa região.

O infográfico indica a localização dos componentes principais do observatório. Confira mais detalhes sobre os integrantes da estrutura:

O escudo solar do Roman é composto por seis painéis, cada um coberto por células solares. Os dois painéis centrais são integrados à estrutura interna, enquanto os outros quatro foram projetados para ser implantados após o lançamento, completando o conjunto de seis painéis.

Os painéis permanecerão voltados para o Sol durante toda a missão, fornecendo energia constante aos componentes eletrônicos. Essa orientação também protegerá grande parte do observatório da luz solar direta e ajudará a manter os instrumentos resfriados, o que é crucial para um observatório infravermelho.

Como a luz infravermelha é detectável como calor, o excesso de calor dos próprios componentes da espaçonave saturaria os detectores e, efetivamente, cegaria o telescópio.

Além do escudo de painéis solares, outro componente protetor é a "viseira" ou para-sol (chamada oficialmente de Deployable Aperture Cover (DAC), que se projeta como extensão do conjunto externo do compartimento, fazendo sombra na entrada do tubo que leva ao núcleo do observatório.

É o principal canal de comunicação entre o observatório espacial e a Terra, com capacidade de envio de dados a uma velocidade de até 500 megabits por segundo, devendo transmitir cerca de 1,4 terabyte de dados brutos por dia para os sistemas terrestres.

A antena também terá a função de recepção de comandos, permitindo que as equipes de controle na Terra enviem instruções e atualizações de calibração para o observatório.

Graças ao uso de mecanismos de direcionamento conhecidos como gimbals, a HGA pode mover-se em múltiplas direções para apontar com precisão para as estações terrestres.

A quantidade de detalhes que as observações revelarão está diretamente relacionada ao tamanho do espelho do telescópio, já que uma superfície maior coleta mais luz.

O espelho primário, localizado no interior da estrutura, tem 2,4 metros de diâmetro. Embora tenha o mesmo tamanho do espelho principal do Telescópio Espacial Hubble, ele pesa menos de um quarto do peso - apenas 186 quilos - graças a grandes avanços tecnológicos.

Além deste, o observatório conta com 9 espelhos adicionais, compondo um conjunto de 10 espelhos integrados. Há também os espelhos deformáveis internos de alta tecnologia integrados exclusivamente dentro do instrumento Coronógrafo (CGI).

O fluxo luminoso no Roman começa quando os fótons cósmicos entram pelo tubo protetor do observatório e atingem o conjunto óptico principal, refletindo primeiro no espelho primário e, em seguida, no espelho secundário, que direciona e condensa os raios luminosos para o núcleo do telescópio.

A partir daí, o sistema óptico direciona a luz para os dois instrumentos do observatório: o Wide Field Instrument (WFI) e o Coronagraph Instrument (CGI).

Nosso entendimento do cosmos cresceu exponencialmente nas últimas décadas, porém muitos mistérios ainda permanecem. O WFI é uma câmera de 300 megapixels que ajudará a preencher essas lacunas, explorando o cosmos desde os confins do Sistema Solar até a borda do universo observável, sondando inclusive as regiões muito poeirentas, como o núcleo estrelado da nossa galáxia, a Via Láctea.

A faixa espectral abrangida pelo Roman vai de 0,48 a 2,30 micrômetros (μm), o que equivale a 480 a 2300 nanômetros (nm). O WFI foca na faixa principal de 0,5 a 2,3 μm para realizar imageamento multibanda e espectroscopia de grandes áreas do céu.

O campo de visão não tem precedentes. Usando esse instrumento, cada imagem do Roman capturará uma área do céu maior do que o tamanho aparente da Lua cheia. Ao longo dos primeiros cinco anos de observações, será fotografada mais de 50 vezes a área do céu que o Hubble cobriu em seus primeiros 30 anos, até 1.000 vezes mais rápido e mantendo sensibilidade e resolução infravermelha semelhantes.

A maior parte de toda a luz captada pelo telescópio será coletada pelo WFI, por meio de um módulo de retransmissão óptica (Aft-Optics Module). Antes de atingir os detectores do WFI, o feixe luminoso passa por uma roda de elementos que insere filtros de imagem ou prismas e grismas para realizar espectroscopia.

Por fim, os fótons incidem sobre os detectores, transformando o sinal óptico em dados digitais detalhados de uma área gigantesca do céu. A luz das estrelas será convertida em sinais elétricos, que serão então decodificados em imagens de alta resolução. É desta forma que os 18 detectores no coração do instrumento viabilizarão toda a ciência da missão.

O WFI foi projetado para detectar a tênue luz infravermelha proveniente de todo o universo. Essa radiação é observada em comprimentos de onda maiores do que os da luz óptica visível aos olhos humanos.

A expansão do universo desloca a luz de galáxias distantes para comprimentos de onda maiores. Assim, radiação originalmente emitida no ultravioleta ou na faixa visível pode chegar até nós deslocada para o infravermelho.

Esses objetos distantes são difíceis de serem observados da Terra porque a atmosfera bloqueia alguns comprimentos de onda infravermelhos, e a atmosfera superior brilha com intensidade suficiente para ofuscar a luz que vem dessas distâncias.

Ao ir para o espaço e usar um telescópio do tamanho do Hubble, o WFI terá sensibilidade para detectar luz infravermelha de distâncias maiores do que qualquer telescópio anterior. Isso ajudará os cientistas a obter uma nova visão do universo que poderá contribuir para a solução de alguns de seus maiores mistérios, um dos quais é como o universo se tornou o que é hoje.

Inúmeros corpos celestes e fenômenos que seriam difíceis ou impossíveis de encontrar de outra forma serão revelados pelo WFI, e serão obtidas informações novas e excepcionalmente detalhadas sobre sistemas planetários ao redor de outras estrelas.

Enfim, com esses abrangentes levantamentos infravermelhos e tão vasto campo de visão, muitas pesquisas de vanguarda poderão ser realizadas rapidamente, algo que levaria centenas de anos com outros telescópios.

Em última análise, o instrumento poderá permitir que os cientistas descubram o próprio destino do universo, tendo em vista seu potencial para mapear com exatidão como a matéria está estruturada e distribuída por todo o cosmos.

O CGI, integrado à plataforma de instrumentos juntamente com o WFI, foi projetado para alta supressão de luz estelar e detecção direta de exoplanetas, operando na faixa visível, com bandas centradas entre 575 e 825 nanômetros.

Os dois espelhos flexíveis em seu interior são componentes essenciais. À medida que a luz que viajou dezenas de anos-luz de um exoplaneta entra no telescópio, milhares de atuadores se movem como pistões, alterando a forma dos espelhos em tempo real.

A flexão desses "espelhos deformáveis" compensa pequenas imperfeições e alterações na óptica do telescópio. As variações nas superfícies dos espelhos são tão precisas que podem compensar erros menores que a largura de uma fita de DNA.

Esses espelhos, em conjunto com "máscaras" de alta tecnologia, outro grande avanço, também suprimem a difração da estrela — a curvatura das ondas de luz ao redor das bordas dos elementos que bloqueiam a luz dentro do coronógrafo. Resultado: o brilho ofuscante das estrelas é drasticamente reduzido, e planetas antes ocultos, com brilho tênue, tornam-se visíveis.

A tecnologia de redução da intensidade da luz estelar também poderá proporcionar as imagens mais nítidas já obtidas dos anos de formação de sistemas estelares distantes — quando ainda estão envoltos em discos de poeira e gás, enquanto planetas jovens se formam em seu interior.

Os espelhos deformáveis do instrumento e outras tecnologias avançadas — conhecidas como "controle ativo de frente de onda" — devem representar um salto de 100 a 1.000 vezes na capacidade dos coronógrafos anteriores.

O CGI é principalmente uma demonstração tecnológica destinada a validar técnicas de imageamento direto de exoplanetas em alto contraste.

As linhas de pesquisa já previstas para o Roman são:

• Energia escura;
• Matéria escura;
• Exoplanetas;
• Universo primitivo;
• Oscilações acústicas bariônicas;
• Supernovas do tipo Ia;
• Lentes gravitacionais fracas.

A expansão do universo está se acelerando, aparentemente devido ao efeito de uma componente ainda misteriosa do cosmos, conhecida como energia escura.

Em nossa própria galáxia, todas as estrelas, as partículas de nosso planeta e até mesmo os átomos de nossos corpos se desintegrariam imediatamente se não fossem mantidos unidos por forças mais poderosas. Mas, embora fraca em pequenas escalas, a energia escura domina vastas extensões do cosmos. Ela compõe cerca de 68% do conteúdo total do universo, mas até o momento não sabemos muito mais sobre ela.

De certa forma, o mistério torrna-se ainda mais complexo à medida que surgem novas descobertas — observações mais recentes e detalhadas parecem mostrar que essa estranha pressão está mudando ao longo do tempo, e isso mantém o destino do universo em aberto.

O Roman inaugurará uma nova era de exploração da energia escura, podendo desvendar o mistério de sua verdadeira natureza e prever com segurança o futuro do cosmos.

A primeira vez que se suspeitou da existência da matéria escura foi há mais de 80 anos, quando o astrônomo suíço-americano Fritz Zwicky observou que as galáxias no aglomerado de Coma se moviam tão rapidamente que deveriam ser lançadas para o espaço, mas permaneciam gravitacionalmente ligadas por algo invisível.

Então, na década de 1970, a astrônoma americana Vera Rubin descobriu o mesmo tipo de problema em galáxias espirais individuais. Estrelas próximas à borda da galáxia se movem rápido demais para serem mantidas em órbita pela matéria luminosa — deve haver muito mais matéria do que podemos ver nessas galáxias.

Desde então, os cientistas vêm tentando desvendar o mistério, estudando pistas escassas. Há uma ampla gama de candidatos à matéria escura (para saber mais, leia nosso conteúdo sobre matéria e energia no universo). Nem sequer temos uma ideia muito precisa da massa das partículas dessa forma de matéria, o que dificulta determinar a melhor forma de procurá-las.

O Roman trará oportunidades sem precedentes de avanços nessa área. Seus enormes levantamentos proporcionarão uma visão abrangente da distribuição de galáxias e aglomerados pelo universo, fornecendo uma visão abrangente que poderá apoiar alguns dos estudos mais detalhados já realizados sobre a distribuição da matéria escura. Com novos conhecimentos sobre a natureza fundamental desse tipo de matéria, os pesquisadores poderão aprimorar suas técnicas de busca.

Os exoplanetas descobertos até o momento revelam uma diversidade extraordinária, incluindo mundos muito diferentes dos planetas do Sistema Solar. Os astrônomos anseiam por encontrar planetas habitáveis, semelhantes à Terra.

No entanto, é bem difícil detectar corpos relativamente pequenos e tênues orbitando estrelas grandes e brilhantes. O método usado para encontrar a maioria dos exoplanetas conhecidos é o de detecção de trânsito (mais detalhes em nossa matéria específica sobre exoplanetas), contando com a sorte para localizar planetas cruzando em frente às suas estrelas.

O Roman também usará esse método, mas utilizará principalmente uma técnica de busca baseada em microlentes gravitacionais, um efeito derivado das lentes gravitacionais, masfin, ao contrário das lentes gravitacionais fortes, não produz normalmente imagens múltiplas resolvíveis da fonte.

Quando uma estrela (a estrela-lente) passa exatamente na frente de uma estrela mais distante (a estrela de fundo), a gravidade da primeira curva o espaço-tempo e amplifica a luz da segunda, funcionando como uma lupa natural. Se a estrela da frente possuir um exoplaneta orbitando-a, a gravidade desse planeta cria um pico extra e curto no padrão de brilho capturado.

Seja qual for o método, um fator determinante será o coronógrafo. Apesar de o Roman ser um telescópio essencialmente infravermelho, ele será capaz de captar luz visível através desse instrumento, que, usando sua função de bloqueio da luz estelar que ofusca planetas em sua órbita, captará imagens nítidas desses objetos, principalmente na sondagem de sistemas planetários mais próximos, cujos planetas serão especialmente brilhantes.

Munido de tais capacidades, o Roman vai explorar a região central densamente povoada de nossa galáxia, usando seu amplo campo de visão para monitorar a luz de centenas de milhões de estrelas. A missão provavelmente estabelecerá um novo recorde para o exoplaneta mais distante conhecido, oferecendo um vislumbre de uma vizinhança galáctica diferente, que pode abrigar mundos bastante distintos daqueles que conhecemos atualmente. Estima-se que, ao longo da missão, sejam revelados pelo menos 100.000 planetas difíceis ou mesmo impossíveis de serem encontrados com os telescópios anteriores.

O Levantamento de Alta Latitude e Ampla Área (High Latitude Wide Area Survey) do Roman combinará o poder da imagem e da espectroscopia para revelar mais de um bilhão de galáxias.

Embora o objetivo principal seja estudar a energia escura, as enormes e profundas imagens 3D conterão tanta informação que os astrônomos poderão pesquisar diversos tópicos usando o mesmo vasto conjunto de dados.

Normalmente, é preciso escolher entre obter uma imagem rasa e de ampla área e capturar uma imagem profunda e de alta sensibilidade, já que o tempo de observação com telescópio é um recurso precioso. Porém, com o enorme campo de observação e a visão infravermelha, grandes distâncias poderão ser observadas simultaneamente.

Isso ampliará o conhecimento limitado do universo primitivo que temos atualmente, que pode não ser representativo de todo o período. A visão sem precedentes das estruturas e ambientes cósmicos proporcionada pelo Roman fornecerá uma imagem muito mais precisa do universo primordial.

Isso inclui revelar as primeiras gerações de galáxias e quasares — faróis brilhantes de luz intensa, cada um alimentado por um buraco negro supermassivo.

O buraco negro alimenta-se vorazmente da matéria que cai em sua direção e libera uma torrente de radiação, formando um quasar. Espera-se que o Roman encontre centenas de quasares distantes e tênues, permitindo o estudo da forma como os buracos negros supermassivos crescem e afetam seus ambientes.

Também é previsto que sejam detectadas dezenas de milhares das galáxias mais antigas. Os astrônomos poderão analisar esse conjunto de dados em busca dos melhores alvos para observações de acompanhamento usando o Telescópio Espacial James Webb. Com o campo de visão mais estreito, porém mais poderoso do Webb, os alvos mais interessantes poderão ser estudados em maior detalhe.

O Roman detectará vestígios de ondas sonoras, chamadas oscilações acústicas bariônicas (BAOs — Baryon Acoustic Oscillations), que outrora se propagaram pelo oceano cósmico primordial. Essas medições poderão ser estendidas a uma época ainda não explorada, ampliando nossos conhecimentos sobre a evolução do universo.

Durante a maior parte dos seus primeiros quinhentos mil anos, o cosmos era preenchido por um mar de plasma — partículas carregadas — que formavam um fluido denso e quase uniforme. Havia pequenas flutuações, da ordem de uma parte em 100.000.

As poucas variações existentes assumiam a forma de núcleos de matéria ligeiramente mais densos. Como essas concentrações tinham mais massa, sua gravidade atraía mais material. Mas era tão quente que as partículas não conseguiam se manter unidas quando colidiam — elas simplesmente ricocheteavam umas nas outras.

A alternância entre a força da gravidade e esse efeito repulsivo criava ondas de pressão — o som — que se propagavam pelo plasma. Com o tempo, o universo esfriou e as partículas se combinaram para formar átomos neutros.

Como as partículas pararam de se repelir, as ondas cessaram. Seus vestígios, no entanto, ainda permanecem, gravados no cosmos. Quando os átomos se formaram, as ondulações essencialmente congelaram, carregando consigo um pouco mais de matéria do que a média em todo o universo.

Com a pressão do plasma desaparecida, a gravidade tornou-se dominante. Ao longo de centenas de milhões de anos, regiões mais densas da matéria atraíram gás e matéria escura, formando as primeiras estruturas que dariam origem às estrelas e às galáxias.

A gravidade mútua atraiu as estrelas para grupos, formando, por fim, as galáxias que vemos hoje. E um número ligeiramente maior de galáxias se formou ao longo das ondulações do que em outros lugares.

Embora as ondas não se propagassem mais, as ondulações congeladas se estenderam à medida que o universo se expandia, aumentando a distância entre as galáxias. Ao observar como as galáxias estão distribuídas em diferentes épocas cósmicas, podemos explorar como o universo se expandiu ao longo do tempo.

Os cientistas notaram um padrão na forma como as galáxias se agrupam a partir de medições do universo próximo. Para qualquer galáxia hoje, é mais provável encontrarmos outra galáxia a cerca de 500 milhões de anos-luz de distância do que um pouco mais perto ou mais longe. Mas, com os recursos do Roman olhando mais para o espaço em tempos cósmicos anteriores, essa distância — o vestígio das ondulações BAO congeladas — diminuirá.

Pesquisas anteriores serão ampliadas no sentido de um mapeamento da expansão do universo com detalhes sem precedentes. Os levantamentos do Roman serão capazes de coletar amostras de remanescentes de BAOs remontando a quando o universo tinha apenas cerca de 600 milhões de anos — 4% de sua idade atual.

O Roman foi otimizado para pesquisar o cosmos em busca de impressões de BAOs no meio de sua idade atual, porque é nesse período que os cientistas acreditam que a energia escura deixou de ser uma contribuinte minoritária para o conteúdo do universo e se tornou a força mais dominante, embora algumas teorias hipotetizem um período de atividade da energia escura quando o universo era muito mais jovem.

Investigar o passado cósmico mais profundamente preencherá buracos no quebra-cabeça, ajudando os astrônomos a decifrar como a energia escura moldou o universo ao longo do tempo.

O Roman vai usar seu campo de visão panorâmico e alta sensibilidade no infravermelho para descobrir e monitorar dezenas de milhares de supernovas do tipo Ia (explosões termonucleares envolvendo anãs brancas, geralmente em sistemas binários), criando uma amostra estatística sem precedentes para testar a história da expansão cósmica.

Esses estudos ajudarão a resolver a chamada "tensão de Hubble", uma persistente discordância entre os valores medidos para a taxa de expansão do universo, dependendo do método utilizado. Usando as supernovas para medir distâncias cósmicas, muitas peças desse quebra-cabeça poderão ser encontradas.

Como as supernovas do tipo Ia apresentam luminosidades intrínsecas que podem ser padronizadas por meio de suas propriedades observacionais, elas funcionam como "velas padrão" para estimar distâncias cosmológicas a partir do brilho aparente.

Pesquisar o céu em busca dessas explosões será não apenas um dos métodos da missão para investigar a energia escura como também fornecerá uma nova forma de sondar a distribuição da matéria escura, detectável apenas por seus efeitos gravitacionais. Em última análise, a perspectiva é de que o conjunto de descobertas ajudem a desvendar a evolução cósmica desde seus primórdios.

Embora seja frequentemente comparado ao Telescópio Espacial Hubble, o Roman estudará o cosmos de uma maneira única e complementar. Ele coletará luz de regiões distantes do universo usando um espelho primário de 2,4 metros de diâmetro — o mesmo tamanho do espelho primário do Hubble.

As imagens terão a mesma resolução nítida, mas cada uma capturará uma área do céu pelo menos 100 vezes maior. Nos primeiros cinco anos de observações, será fotografada mais de 50 vezes a área do céu que o Hubble cobriu em 30 anos.

Ambos os observatórios processam a espectroscopia, que consiste em decompor a luz em cores individuais para estudar padrões que revelam informações detalhadas. No entanto, os estudos espectrais do Roman têm resolução menor em uma área extensa, enquanto os do Hubble apresentam resolução maior em uma área menor.

O fato é que os dois telescópios exploram o universo de maneiras diferentes, mas vão trabalhar em conjunto. Dados obtidos pelo Roman em amplas regiões do céu poderão ser complementados pelo Hubble, que poderá realizar observações de acompanhamento com maior resolução espacial, além de explorar faixas do espectro que o Roman não cobre.

Com o Telescópio Espacial James Webb, o Roman compartilha a essência de ser um telescópio que observa principalmente no infravermelho e pode alcançar épocas muito remotas da história cósmica. A diferença é que o Webb cobre uma área bem menor que o Roman, porém com muito maior resolução.

Os levantamentos do Roman oferecerão uma visão ampla dos ecossistemas cósmicos e identificarão objetos raros. O Webb poderá usar seu campo de visão mais estreito, porém mais poderoso, para acompanhar esses objetos incomuns e realizar observações ainda mais detalhadas, e o Roman poderá observar regiões já mapeadas pelo Webb, oferecendo contexto.

Juntos, os dois observatórios revelarão novas informações extraordinárias, talvez por fim revelando qual será o derradeiro destino do universo.