Космический телескоп «Роман» отправляется раскрывать тайны Вселенной: что он сможет увидеть

Космический телескоп имени Нэнси Грейс Роман должен стать одной из главных астрономических обсерваторий нового поколения. Аппарат NASA создавался не как замена «Хабблу» или «Джеймсу Уэббу», а как принципиально другой инструмент: вместо детального изучения небольших областей космоса он сможет проводить масштабные обзоры неба и собирать статистику о миллионах далеких объектов.

Запуск обсерватории ожидается 30 августа с космодрома имени Кеннеди во Флориде. После начала научной работы «Роман» присоединится к «Хабблу» и «Джеймсу Уэббу», но будет решать собственный набор задач — от поиска экзопланет до исследования темной материи и загадочного ускоренного расширения Вселенной.

По размеру главного зеркала «Роман» удивительно похож на «Хаббл»: диаметр составляет около 2,4 метра. У «Джеймса Уэбба» зеркало значительно крупнее — примерно 6,5 метра. Однако преимущество новой обсерватории заключается не столько в размере зеркала, сколько в огромном поле зрения.

Если «Хаббл» способен чрезвычайно подробно рассматривать небольшой участок неба, то «Роман» за один снимок сможет охватить гораздо большую область. Это позволит астрономам быстрее обследовать огромные пространства и обнаруживать объекты, которые затем можно детально изучить другими телескопами.

Такой подход особенно важен для исследования темной энергии. Астрономы знают, что расширение Вселенной ускоряется, однако природа вызывающего это ускорение явления остается одной из крупнейших загадок современной физики. «Роман» сможет наблюдать распределение огромного количества галактик и проследить, как структура Вселенной менялась на протяжении миллиардов лет.

Не менее загадочна темная материя. Она не излучает свет и поэтому невидима для обычных телескопов, однако ее гравитационное воздействие заметно по движению звезд и галактик и по искривлению света далеких объектов. Масштабные обзоры «Романа» позволят составлять своеобразные карты распределения этой невидимой материи.

Еще одно направление — поиск планет за пределами Солнечной системы. Обсерватория должна провести масштабную перепись планетных систем Млечного Пути. Ученых интересуют не только миры, похожие на Землю, но и общая статистика: насколько часто возникают планеты разных размеров, как они распределены вокруг звезд и насколько типична наша собственная Солнечная система.

Для некоторых наблюдений телескоп получит коронограф — инструмент, способный подавлять яркий свет звезды. Проблема прямого наблюдения экзопланеты напоминает попытку увидеть крошечную светящуюся точку рядом с мощным прожектором. Если убрать большую часть звездного света, становятся заметнее окружающие звезду объекты и пылевые диски, из которых формируются планетные системы.

«Роман», как и «Джеймс Уэбб», должен работать примерно в 1,5 миллиона километров от Земли в районе второй точки Лагранжа системы Солнце — Земля. Это значительно дальше Луны, среднее расстояние до которой составляет около 384 000 километров.

«Хаббл» находится совсем в других условиях — на низкой околоземной орбите. Именно здесь сегодня сосредоточены тысячи действующих спутников, отработанные элементы ракет и большое количество космического мусора. В ближайшие годы число аппаратов может существенно увеличиться из-за развития крупных спутниковых группировок.

Для наземной астрономии спутники уже становятся серьезной проблемой. Они могут пересекать поле зрения телескопов и оставлять яркие следы на астрономических изображениях. Дополнительную опасность представляет увеличение количества орбитального мусора и вероятность столкновений.

В наиболее неблагоприятном случае столкновение двух крупных объектов способно породить множество обломков, которые затем повреждают другие спутники. Такая цепная реакция известна как синдром Кесслера. Это пока гипотетический экстремальный сценарий, но физическая возможность подобного развития событий рассматривается специалистами вполне серьезно.

Есть у современной астрономии и более привычный противник — искусственное освещение городов. Свет, направленный вверх или рассеивающийся в атмосфере, делает ночное небо ярче и скрывает слабые звезды. В действительно темном месте человеческий глаз способен увидеть несколько тысяч звезд, тогда как в центре крупного города их количество может сократиться до нескольких десятков.

Световое загрязнение можно уменьшить сравнительно простыми средствами: направлять фонари вниз, использовать экранированные светильники, устанавливать датчики движения и таймеры, снижать избыточную яркость и ограничивать количество холодного белого и синего света. В некоторых городах такие меры уже позволили заметно вернуть видимость звездного неба.

Космические обсерватории частично избавлены от этих проблем, поскольку наблюдают Вселенную за пределами земной атмосферы. Но каждый новый телескоп создается для собственной научной ниши. «Уэбб» чрезвычайно чувствителен к инфракрасному излучению и способен заглядывать в очень далекую Вселенную, «Хаббл» остается мощнейшим универсальным инструментом, а сильной стороной «Романа» станет сочетание высокого качества изображения с огромным полем зрения.

Именно поэтому новая обсерватория может сделать открытия там, где ученые пока даже не знают, что искать. Когда астроном получает возможность наблюдать большие участки Вселенной с высокой детализацией, неизбежно появляются необычные объекты и явления, не предусмотренные первоначальной программой. История «Хаббла» уже показала, что самые важные результаты космического телескопа далеко не всегда можно предсказать до его запуска.