A metà degli anni 2020, la prossima generazione della NASA Telescopio per sondaggi a infrarossi ad ampio campo (WFIRST) prenderà lo spazio. Con una risoluzione senza precedenti e strumenti avanzati, si baserà sulle fondamenta stabilite dal venerabile Telescopio Spaziale Hubble – che quest'anno ha festeggiato il suo 30° anniversario! In previsione di tutto ciò che farà, la NASA ha deciso che il WFIRST ha bisogno di un nome proprio, uno che onori la sua connessione conHubble.
Questa settimana, la NASA ha annunciato che d'ora in poi la missione WFIRST sarà conosciuta come la Telescopio spaziale romano Nancy Grace (oTelescopio Spaziale Romanoin breve) in onore della dottoressa Nancy Grace Roman (scomparsa nel 2018). Oltre ad essere il primo capo astronomo della NASA, è stata anche un'instancabile educatrice e sostenitrice delle donne nelle discipline STEM il cui lavoro ha spianato la strada ai telescopi spaziali, portandole al soprannome di 'la madre di Hubble'.
È quindi giusto che diamo uno sguardo alla vita stimolante di questa pioniera e al lavoro che le è valso un posto tra le stelle!
Vita e formazione
Nato a Nashville, nel Tennessee, nel 1925, Roman dimostrò presto un fascino per l'astronomia. Dopo aver formato un club di astronomia con i compagni di classe della scuola media, Roman ha deciso quando ha raggiunto il liceo che voleva intraprendere l'astronomia come carriera (sebbene fosse scoraggiata da coloro che le stavano intorno).
L'Osservatorio Sproul allo Swathmore College, dove si è esibito il Dr. Roman. Attestazione: swathmore.edu/B.Salmon
Dopo la laurea, ha frequentato Swarthmore College in Pennsylvania e ha lavorato presso il Osservatorio Sproul . Ha poi proseguito i suoi studi universitari presso l'Università di Chicago mentre conduceva ricerche presso il Osservatorio Yerkes nel Wisconsin e nel Osservatorio McDonald in Texas, diventando infine assistente professore.
Tuttavia, a causa della scarsità di posti di ruolo disponibili per le donne in quel momento, alla fine ha preso una posizione presso il Laboratorio di ricerca navale (ARL) nel 1954 – su raccomandazione di un collega astronomo Gerard Kuiper . Nei tre anni successivi, ha contribuito al campo emergente della radioastronomia ed è diventata capo della sezione di spettroscopia a microonde dell'ARL.
Durante il suo periodo con l'ARL, Roman è arrivata all'attenzione della comunità astronomica internazionale e ha viaggiato all'estero per tenere conferenze sulla sua ricerca. Il suo lavoro fu notato anche dalla neonata National Aeronautical and Space Administration (NASA) e nel 1959 si unì alla NASA per guidare il suo programma per l'astronomia osservativa.
La sua accettazione nella NASA come capo dell'astronomia osservativa significava effettivamente che avrebbe rinunciato alla sua ricerca, ma sentiva che il sacrificio valeva la pena. Come è stato citato come dicendo in un libro di memorie pubblicato nel 2018 , 'la possibilità di iniziare da zero per tracciare un programma che pensavo avrebbe influenzato l'astronomia per cinquant'anni era più di quanto potessi resistere'.
Nancy Roman e la NASA. Credito: NASA/ESA
All'inizio degli anni '60, divenne il primo capo dell'astronomia presso l'Office of Space Science della NASA e viaggiò molto negli Stati Uniti per tenere conferenze ai dipartimenti di astronomia e promuovere i programmi della NASA. Nelle sue stesse parole, le visite avevano lo scopo di 'dire loro cosa stavamo progettando alla NASA e quali erano le opportunità della NASA, ma era ugualmente per cercare di ottenere da loro un'idea di ciò che pensavano che la NASA avrebbe dovuto fare'.
Verso la metà degli anni '60, istituì un comitato di astronomi e ingegneri per immaginare un telescopio in grado di condurre osservazioni dallo spazio e raggiungere importanti obiettivi scientifici. Col tempo, la sua difesa ha convinto la NASA e il Congresso a dare priorità alla creazione di un telescopio spaziale. I suoi sforzi si sono concretizzati nel 1990 con il lancio diHubble, che doveva essere il telescopio spaziale scientificamente più rivoluzionario di tutti i tempi.
Astronomia dei Big Data
Da quando Hubble è andato nello spazio, le sue operazioni scientifiche sono state coordinate e supervisionate dal Istituto di scienze del telescopio spaziale (STScI) a Baltimora, Maryland. Ciò consisteva nella pianificazione e nell'esecuzione di osservazioni, nell'elaborazione e nell'archiviazione dei set di dati delle missioni e nell'esecuzione di programmi di sensibilizzazione con la comunità astronomica e il pubblico in generale.
Il telescopio spaziale Hubble della NASA. Crediti: NASA
L'anno prossimo, quando il telescopio spaziale James Webb verrà lanciato in orbita, anche i suoi centri scientifici e operativi di missione saranno ospitati nell'STScI. Nel 2019, la NASA ha annunciato che STScI servirebbe anche come centro operativo scientifico per il telescopio spaziale romano. Direttore dell'AS STScI Kenneth Sembach disse :
“Dott. Nancy Grace Roman era una scienziata e leader affermata, nonché una strenua sostenitrice di Hubble e degli altri Grandi Osservatori della NASA. Ha inoltre fortemente sostenuto la creazione di STScI. Abbiamo pensato a lei come a una collega e amica e siamo stati lieti di darle il benvenuto all'Istituto per il nostro simposio annuale di scienze primaverile nel 2017...
“Siamo onorati di far parte della sua continua eredità. Tutto il nostro team è pronto a supportare la comunità astronomica e garantire che il telescopio spaziale romano raggiunga il suo pieno potenziale scientifico'.
Come i suoi predecessori, tutti i dati raccolti dal Telescopio Spaziale Romano saranno conservati nel Barbara A. Mikulski Archivio per i telescopi spaziali (MAST) presso lo STScI, dove sarà prontamente disponibile per ricercatori, ricercatori e astronomi di tutto il mondo. Si stima che durante la sua missione di 5 anni pianificata, l'osservatorio raccoglierà circa 20 petabyte (PB) di dati.
Il dottor Roman in visita al Centro di controllo delle operazioni del telescopio spaziale presso il Goddard Space Flight Center della NASA. Credito: NASA/GSFC/Jim Jeletic
In confronto, la British Library, la più grande biblioteca nazionale del mondo e una delle più grandi banche dati esistenti, contiene all'incirca 500 terabyte dei dati conservati. Facendo due conti, possiamo tranquillamente affermare che l'RST raccoglierà l'equivalente di 40 biblioteche britanniche. La disponibilità di tutti questi dati terrà sicuramente impegnati gli scienziati e alimenterà le scoperte molto tempo dopo la fine della missione.
'Il telescopio spaziale romano porterà big data all'astrofisica spaziale', ha affermato il vicedirettore di STScI Nancy Levenson. 'I set di dati ampi e liberamente accessibili ispireranno nuovi modi di esplorare il cosmo, facendo progredire la nostra comprensione e presentando nuovi misteri'.
Un successore adatto
Come notato negli articoli precedenti, il RST avrà il potere di “ 100 Hubble .” Ciò significa che mentre l'RST avrà la stessa sensibilità e risoluzione diHubble, sarà in grado di coprire un'area di visualizzazione 100 volte più ampia. Ciò è reso possibile dai telescopi 18 rivelatori (4096 x 4096 pixel ciascuno), che consentono all'RST di coprire un'area circa 1,33 volte quella di una Luna Piena –Hubblele immagini coprono un'area inferiore all'1% di quella di una luna piena.
La sua suite avanzata di strumenti scientifici gli consentirà inoltre di condurre un'ampia gamma di osservazioni astronomiche. Ciò include il Wide-Field Instrument (WFI), una fotocamera da 288 megapixel in grado di eseguire immagini nel vicino infrarosso multibanda. Ciò consentirà all'RST di osservare diverse popolazioni di oggetti astronomici che altrimenti non sarebbero osservabili alla luce visibile.
La RST lavorerà anche di concerto con il Telescopio spaziale James Webb (JWST) per condurre osservazioni radio approfondite. Ciò consisterà nel fatto che l'RST sfrutterà il suo ampio campo visivo per rivelare diverse popolazioni di oggetti astronomici a lunghezze d'onda infrarosse, mentre il JWST condurrà osservazioni di follow-up utilizzando le sue capacità di imaging a infrarossi superiori.
Poi c'è il coronografo ad alto contrasto che il telescopio utilizzerà per sopprimere la luce proveniente da stelle lontane, che consentirà agli astronomi di condurre imaging diretto studi di esopianeti rocciosi più piccoli che orbitano più vicino alle loro stelle. Ciò consentirà studi più dettagliati di pianeti potenzialmente abitabili, una migliore caratterizzazione delle loro atmosfere e l'identificazione di potenziali biofirme.
Un'altra cosa che l'RST avrà da fare è la sua orbita proposta, che gli darà una visione dello spazio in gran parte non ostruita dalla Terra. InveceHubbleL'orbita terrestre bassa (LEO) di circa 560 km (350 mi) spesso significa che è in grado di raccogliere dati per metà del suo periodo orbitale, l'RST sarà in un'ampia orbita di circa 1,6 milioni di km (1 milione di mi ) e capace di fare osservazioni in maniera pressoché continua.
Come l'altro Grandi osservatori della NASA (ilOsservatorio sui raggi gamma di Compton, ilChandra Osservatorio a raggi X,Hubble, e ilSpitzer Telescopio Spaziale), l'RST contribuirà a stimolare i progressi in molti campi dell'astrofisica. Ciò includerà il completamento del censimento degli esopianeti scoprendo migliaia di nuovi mondi e caratterizzandoli, così come lo studio di comete, asteroidi, pianeti nani e ' mondi oceanici ” nel nostro Sistema Solare.
L'RST osserverà anche miliardi di sistemi stellari, alcuni dei quali ancora in fase di formazione, e milioni di galassie e le strutture circostanti. Nel processo, farà luce sui misteri cosmici duraturi come la materia oscura, l'energia oscura e il ruolo che hanno svolto nell'evoluzione cosmica. Infine, l'RST utilizzerà le sue capacità di imaging superiori per studiare le prime stelle e galassie del nostro Universo.
In breve, ilTelescopio Spaziale Romanoconsentirà a ricercatori e astronomi di fare esattamente ciò che la stessa dottoressa Roman ha detto una volta: 'Se ti piacciono gli enigmi, la scienza o l'ingegneria potrebbero essere il campo che fa per te, perché la ricerca scientifica e l'ingegneria sono una serie continua di enigmi da risolvere'.
Non è esagerato dire che ilTelescopio Spaziale Hubbledeve la sua stessa esistenza alla dottoressa Nancy Grace Roman. È quindi molto appropriato che il telescopio spaziale che si baserà sulle fondamenta stabilite daHubble(e si espanderà anche notevolmente su di esso) prenderà il nome dalla sua 'madre'. Senza dubbio sarebbe molto felice che il WFIRST porti il suo nome in riconoscimento dei suoi successi.
Ma penso che sia sicuro dire che sarebbe più contenta di sapere che la tradizione degli osservatori spaziali è andata avanti in sua assenza e sta diventando ancora più audace e sofisticata. Sarebbe anche molto lieta di sapere che le scoperte promesse da questi telescopi di prossima generazione saranno molto più profonde.
Assicurati di dare un'occhiata a questo video sulla vita e sui contributi del Dr. Roman, per gentile concessione della NASA Goddard:
Ulteriori letture: NASA - Sito Hubble , Telescopio spaziale romano Nancy Grace