Nancy Grace Roman desvelará los secretos de la energía y la materia oscuras

El telescopio Roman investigara la energia oscura con participacion espanola
Ilustración del telescopio espacial Roman. / NASA’s Goddard Space Flight Center

El telescopio espacial Nancy Grace Roman (antes
conocido como WFIRST, Wide Field Infrared Survey Telescope) es un observatorio
de nueva generación de la NASA que dará respuesta a acuciantes cuestiones
cósmicas. La misión creará grandes panorámicas del universo para desvelar los
secretos de la 
energía y la materia oscuras, descubrir exoplanetas y
abordar otros muchos temas de astrofísica.

Se espera que la nave espacial, que se lanzará
previsiblemente en 2027
, recopile muchos más datos que cualquier otra
misión astrofísica anterior de la NASA.

Este observatorio espacial tiene un espejo
primario de 2,4 metros
 de diámetro, el mismo tamaño que el del
telescopio Hubble. Pero, a diferencia de este veterano, que solo puede
observar una pequeña región de cielo, el campo de visión de Roman es
200 veces mayor
, logrando captar una mayor región del cielo con menos
tiempo de observación y el mismo nivel de detalle.

El Wide Field Instrument

Su instrumento principal, el Wide Field
Instrument
, que ya se ha completado y está listo este mes para las pruebas,
es una cámara que medirá la luz de mil millones de galaxias durante
el transcurso de la misión.

Con este dispositivo, uno de los objetivos clave es
determinar la historia de expansión del universo y poner a
prueba posibles explicaciones a su aparente aceleración, como la energía
oscura
 y las modificaciones de la relatividad general.

Un novedoso experimento

Para lograrlo, la misión llevará a cabo un innovador
experimento: el Sondeo de Altas Latitudes en el Dominio del Tiempo (High
Latitude Time Domain Survey, HLTDS, en inglés). Esto permitirá descubrir y
medir supernovas (explosiones estelares) del llamado tipo
Ia
, una de las sondas cosmológicas más robustas, cuando el universo tenía
sólo 2000 millones de años (hace 11.500 millones de años), con una precisión y
un volumen estadístico incomparables.

Lograr la gran precisión de medición necesaria para
utilizar plenamente estas supernovas como sondas cosmológicas y,
por lo tanto, delimitar la verdadera naturaleza de la energía oscura, requiere
una comprensión detallada de cada parte del observatorio y de cómo se registra
la luz de estas supernovas tan lejanas.  

En este contexto participa un equipo internacional
formado por Lluís Galbany del Instituto de Ciencias del
Espacio (ICE-CSIC) y del Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña (IEEC),
junto a David Rubin de la Universidad de Hawái, Dan Scolnic de la Universidad
de Duke, Rebekah Hounsell de la NASA Goddard y Ben Rose de la Universidad de Baylor
(todos en EE UU).

Este grupo centrado en supernovas ha recibido 11
millones de dólares
 de financiación para desarrollar su
trabajo: crear un conjunto de herramientas de cada paso del proceso para
tomar los datos sin procesar del telescopio y convertirlos en conocimiento.

Desde mejoras en el software que calibra los datos a
nivel de píxeles individuales hasta procesos automatizados (pipelines) para
medir el brillo de los objetos y cómo cambian con el tiempo. Así tendrán las
herramientas necesarias para realizar mediciones con la mayor precisión
posible.

Desde el ICE, el grupo de investigación de supernovas se
encargará de desarrollar la parte de la pipeline responsable
de efectuar el análisis y reconstrucción lineal de la galaxia anfitriona de la
supernova y la infraestructura para evaluar el tipo de supernova y caracterizar
sus características espectroscópicas a partir de los espectros de prisma del
telescopio Roman.

“Podremos observar las supernovas de tipo Ia más lejanas
jamás vistas, que explotaron apenas 2000 millones de años después del Big
Bang”, afirma Galbany.

Estas mediciones ultraprecisas no son suficientes por sí
solas. Para descubrir lo que significan, el equipo debe hacer modelos de cómo
variarían estas mediciones en diferentes escenarios cosmológicos, por lo que
también producirán catálogos de modelos de supernovas que se
podrían observar en otras condiciones.

Las observaciones del telescopio Roman identificarán
estas supernovas, pero como ocurre con muchas misiones espaciales, la ciencia requiere
agregar otros tipos de datos procedentes de telescopios terrestres.

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