NASA’s Nancy Grace Roman Space Telescope overtreft, zelfs vóór de lancering in de komende 12 tot 18 maanden, al de verwachtingen. Onderzoekers bevestigen nu dat de telescoop in staat zal zijn seismische golven in meer dan 300.000 rode reuzensterren te meten – een vermogen dat de manier waarop we exoplaneten en de structuur van de Melkweg bestuderen fundamenteel zal veranderen.
De unieke mogelijkheden van de telescoop
De Romeinse ruimtetelescoop is een onderzoeksinstrument met een spiegel van 2,4 meter (8 voet), vergelijkbaar met Hubble, maar met een gezichtsveld dat 100 keer groter is. De primaire missie omvat het bestuderen van donkere materie en donkere energie, en het uitvoeren van de Galactic Bulge Time-Domain Survey, die miljoenen sterren in de centrale uitstulping van de Melkweg zal onderzoeken. Dit onderzoek zal zich richten op het detecteren van exoplaneten via gravitationele microlensing, een techniek die gebruik maakt van het kromtrekken van de ruimtetijd om het licht van verre objecten te vergroten.
Deze methode maakt detectie mogelijk, zelfs als planeten te zwak zijn om direct te zien. De telescoop zal letten op tijdelijke opheldering als de zwaartekracht van een planeet buigt en het licht van een achtergrondster versterkt. Dit verschilt van steroscillaties, waarbij interne trillingen subtiele helderheidsschommelingen veroorzaken.
Asteroseismologie: sterrengeheimen ontsluiten
De studie van deze stellaire trillingen – asteroseismologie – onthult de massa, grootte en leeftijd van een ster. Deze informatie is van onschatbare waarde voor het begrijpen van de planeten die eromheen draaien. De Kepler-ruimtetelescoop heeft eerder asteroseismische gegevens gemeten voor 150.000 sterren, maar Roman staat op het punt dat aantal te verkleinen.
Door Kepler-gegevens te analyseren met de verwachte capaciteiten van Roman, voorspellen wetenschappers nu dat het apparaat oscillaties op rode reuzensterren met een ongekende nauwkeurigheid zal detecteren. Rode reuzen zijn helder en trillen vaak, waardoor ze ideale doelwitten zijn voor Roman’s 12 minuten durende cadansobservaties over een periode van 70,5 dagen.
“Asteroseismologie met Roman is mogelijk omdat we de telescoop niet hoeven te vragen iets te doen wat hij niet al van plan was te doen”, legt Marc Pinsonneault van de Ohio State University uit.
De galactische uitstulping: een venster op de geschiedenis van de Melkweg
Het onderzoek van Roman zal zich richten op de uitstulping van de Melkweg, het oudste deel van ons sterrenstelsel, waar zich het superzware zwarte gat Sagittarius A* bevindt. Veel sterren in dit gebied evolueren tot rode reuzen, en Roman zal naar verwachting in meer dan 300.000 ervan seismische golven waarnemen, die in bepaalde projecties mogelijk 648.000 bereiken. Dit zal de grootste asteroseismische dataset zijn die ooit is verzameld.
Het begrijpen van deze gaststerren zal onze zoektocht naar bewoonbare exoplaneten verfijnen. Belangrijker nog is dat de telescoop ook licht zal werpen op het lot van planeten terwijl hun sterren uitgroeien tot rode reuzen. Planeten die zich dicht bij de ster bevinden, zullen worden vernietigd, maar planeten die verder weg staan, kunnen overleven. De waarnemingen zullen astronomen helpen de waarschijnlijkheid van het lot van ons eigen zonnestelsel te begrijpen, waarbij Mercurius, Venus en mogelijk de aarde gedoemd zijn te worden vernietigd naarmate de zon ouder wordt.
Voorbij exoplaneten: het verleden van de Melkweg blootleggen
De asteroseismische gegevens zullen ook dienen als leidraad voor de geschiedenis van de Melkweg, met name de uitstulping ervan, die verduisterd is door stof en moeilijk waar te nemen is in zichtbaar licht. De leeftijden van de sterren die door deze oscillaties aan het licht komen, zullen aanwijzingen geven over de vorming en evolutie van het sterrenstelsel.
“We weten eigenlijk niet veel over de uitstulping van ons sterrenstelsel… Wat als daar jonge sterren begraven liggen? Roman zal een heel ander venster openen op de sterrenpopulaties in het centrum van de Melkweg. Ik ben bereid verrast te worden”, zegt Pinsonneault.
De ontdekking van onverwachte jonge sterren in de uitstulping zou de huidige modellen van galactische evolutie op de proef stellen. De observaties van Roman beloven een transformatieve stap in de astrofysica te zijn, die veel verder gaat dan de oorspronkelijke doelstellingen.
De Romeinse ruimtetelescoop zal een ongekende dataset opleveren, die niet alleen een revolutie teweegbrengt in de wetenschap van exoplaneten, maar ook cruciale inzichten verschaft in de structuur, geschiedenis en toekomst van onze Melkweg.
