Le télescope spatial romain Nancy Grace de la NASA, avant même son lancement dans les 12 à 18 prochains mois, dépasse déjà les attentes. Les chercheurs confirment maintenant que le télescope sera capable de mesurer les ondes sismiques de plus de 300 000 étoiles géantes rouges, une capacité qui changera fondamentalement la façon dont nous étudions les exoplanètes et la structure de la Voie lactée.
Les capacités uniques du télescope
Le télescope spatial romain est un instrument d’enquête doté d’un miroir de 2,4 mètres (8 pieds), comparable à Hubble, mais avec un champ de vision 100 fois plus grand. Sa mission principale consiste à étudier la matière noire, l’énergie noire et à mener l’enquête sur le domaine temporel du bulbe galactique, qui examinera des millions d’étoiles dans le renflement central de la Voie lactée. Cette enquête se concentrera sur la détection d’exoplanètes via la microlentille gravitationnelle, une technique exploitant la déformation de l’espace-temps pour amplifier la lumière des objets distants.
Cette méthode permet la détection même lorsque les planètes sont trop faibles pour être vues directement. Le télescope surveillera l’éclaircissement temporaire lorsque la gravité d’une planète se courbe et amplifie la lumière d’une étoile en arrière-plan. Ceci est distinct des oscillations des étoiles, où les vibrations internes provoquent de subtiles fluctuations de luminosité.
Astérosismologie : découvrir des secrets stellaires
L’étude de ces vibrations stellaires – astérosismologie – révèle la masse, la taille et l’âge d’une étoile. Ces informations sont inestimables pour comprendre les planètes qui gravitent autour d’elles. Le télescope spatial Kepler a déjà mesuré des données astérosismiques pour 150 000 étoiles, mais Roman est sur le point d’éclipser ce nombre.
En analysant les données de Kepler avec les capacités attendues de Roman, les scientifiques prédisent désormais qu’il détectera les oscillations des étoiles géantes rouges avec une précision sans précédent. Les géantes rouges sont brillantes et vibrent fréquemment, ce qui en fait des cibles idéales pour les observations de cadence de 12 minutes de Roman sur 70,5 jours.
« L’astérosismologie avec Roman est possible parce que nous n’avons pas besoin de demander au télescope de faire quelque chose qu’il n’avait pas déjà prévu de faire », explique Marc Pinsonneault de l’Ohio State University.
Le Renflement Galactique : Une fenêtre sur l’histoire de la Voie Lactée
L’étude de Roman se concentrera sur le renflement de la Voie lactée, la partie la plus ancienne de notre galaxie, qui abrite le trou noir supermassif Sagittarius A*. De nombreuses étoiles de cette région évoluent vers des géantes rouges, et Roman devrait observer des ondes sismiques dans plus de 300 000 d’entre elles, pouvant atteindre 648 000 selon certaines projections. Il s’agira du plus grand ensemble de données astérosismiques jamais collecté.
Comprendre ces étoiles hôtes permettra d’affiner notre recherche d’exoplanètes habitables. Plus important encore, le télescope permettra également de faire la lumière sur le sort des planètes à mesure que leurs étoiles se transforment en géantes rouges. Les planètes proches de l’étoile seront détruites, mais celles qui sont plus éloignées pourront survivre. Les observations aideront les astronomes à comprendre la probabilité du sort de notre propre système solaire, Mercure, Vénus et potentiellement la Terre étant voués à la destruction à mesure que le Soleil vieillit.
Au-delà des exoplanètes : à la découverte du passé de la Voie lactée
Les données astérosismiques serviront également de guide sur l’histoire de la Voie lactée, en particulier sur son renflement, obscurci par la poussière et difficile à observer en lumière visible. Les âges des étoiles révélés par ces oscillations fourniront des indices sur la formation et l’évolution de la galaxie.
“En fait, nous ne savons pas grand-chose sur le renflement de notre galaxie… Et si de jeunes étoiles y étaient enterrées ? Roman ouvrira une toute autre fenêtre sur les populations stellaires au centre de la Voie lactée. Je suis prêt à être surpris”, déclare Pinsonneault.
La découverte de jeunes étoiles inattendues dans le renflement remettrait en question les modèles actuels d’évolution galactique. Les observations de Roman promettent de constituer une étape transformatrice en astrophysique, allant bien au-delà de ses objectifs initiaux.
Le télescope spatial romain fournira un ensemble de données sans précédent, révolutionnant non seulement la science des exoplanètes, mais fournissant également des informations cruciales sur la structure, l’histoire et l’avenir de notre galaxie.
