L'importanza del telescopio spaziale Nancy Grace Roman

Il telescopio spaziale Nancy Grace Roman (comunemente noto come telescopio Roman) sarà lanciato nello spazio il 30 agosto 2026. Verrà posizionato e opererà da un'orbita quasi ad alone attorno al secondo punto di Lagrange Sole-Terra (L2), nelle vicinanze del telescopio spaziale James Webb (JWST), a una distanza di 1.5 milioni di km dalla Terra. Dedicato allo studio della materia oscura, dell'energia oscura e degli esopianeti, il telescopio Roman effettuerà ampie indagini su oltre un miliardo di galassie e ammassi di galassie, mappando la distribuzione e l'evoluzione della materia e misurando la storia dell'espansione dell'universo. Ciò fornirà informazioni sugli effetti della materia oscura e dell'energia oscura sulla forma e la distribuzione delle galassie e degli ammassi di galassie nell'universo. Osserverà inoltre distanti supernove di tipo Ia, che fungono da traccianti dell'espansione accelerata dell'universo per caratterizzare l'energia oscura. Utilizzando tecniche di microlensing, imaging diretto e transiti, il telescopio Roman cercherà e studierà anche gli esopianeti e si prevede che ne rivelerà più di 100,000 durante il loro transito davanti alle rispettive stelle ospiti. Roman catturerà immagini più grandi e fornirà una visione d'insieme, mentre il telescopio James Webb effettuerà osservazioni di grande intensità, permettendo di vedere più indietro nel tempo con una risoluzione maggiore. Insieme, questi due strumenti potranno essere di grande aiuto negli studi astronomici. 

I corpi celesti (come stelle, pianeti e lune) e i loro movimenti periodici visibili nel cielo notturno hanno sempre affascinato la mente umana fin dalla preistoria. Le osservazioni del cielo notturno, relative alla posizione e ai movimenti delle stelle, sono state storicamente utilizzate per orientarsi e navigare durante i viaggi. L'invenzione del telescopio – il dispositivo per osservare oggetti distanti attraverso l'emissione, l'assorbimento o la riflessione di radiazioni elettromagnetiche – all'inizio del XVII ^secolo rappresentò una pietra miliare, poiché contribuì a superare i limiti dell'osservazione a occhio nudo e rese possibili osservazioni astronomiche dettagliate. Inizialmente dominarono il settore i telescopi ottici, ma ben presto i radiotelescopi e i telescopi solari trovarono applicazione nel campo dell'astronomia, in rapida espansione. Ci si rese presto conto che le osservazioni astronomiche effettuate dai telescopi terrestri subivano distorsioni a causa delle perturbazioni dell'atmosfera terrestre. Una possibile soluzione fu quella di posizionare telescopi nello spazio, poiché questi offrivano vantaggi in termini di immagini nitide, accesso a uno spettro più ampio e visibilità dello spazio profondo rispetto ai telescopi terrestri.

Telescopi spaziali

L'idea di un telescopio spaziale fu proposta da Lyman Spitzer nel 1946. Si pensava che le osservazioni effettuate da un telescopio nello spazio sarebbero state prive delle distorsioni causate dalla turbolenta atmosfera terrestre. Inoltre, un telescopio spaziale avrebbe potuto osservare le lunghezze d'onda UV, X e infrarosse, assorbite dalle molecole d'aria presenti nell'atmosfera. L'Orbiting Astronomical Observatory 2 (OAO-2), popolarmente noto come Stargazer, fu il primo telescopio spaziale a effettuare osservazioni nella banda UV. Fu lanciato nel 1968 e rimase operativo fino al 1973. 

Il telescopio spaziale Hubble è forse il telescopio spaziale più conosciuto. Si tratta di un grande osservatorio ottico lanciato nel 1990. Posizionato a circa 540 km sopra la Terra in un'orbita terrestre bassa, il telescopio Hubble è operativo da 35 anni. Le sue osservazioni a campo profondo hanno rivelato migliaia di galassie distanti precedentemente sconosciute. Ha inoltre contribuito al calcolo preciso dell'età e del tasso di espansione dell'universo ed è considerato una pietra miliare nell'osservazione astronomica dallo spazio. 

Il telescopio spaziale James Webb (JWST) è un altro nome di spicco. Lanciato il 25 dicembre 2021, il JWST è il telescopio spaziale più grande e potente finora realizzato. A differenza di Hubble, che è un osservatorio ottico in orbita terrestre bassa, il JWST è un osservatorio a infrarossi situato nel secondo punto di Lagrange (L2), a circa 1.5 milioni di km dalla Terra. Dedicato allo studio dell'universo primordiale, il JWST è progettato per osservare indietro nel tempo di oltre 13.5 miliardi di anni, per individuare le prime galassie formatesi dopo il Big Bang. Negli ultimi cinque anni di attività, il JWST ha rivoluzionato il campo dell'astronomia, in particolare lo studio dell'universo primordiale.

Telescopio spaziale romano di Nancy Grace

Il telescopio spaziale Nancy Grace Roman, o semplicemente telescopio Roman, il cui lancio è previsto per il 30 agosto 2026, prende il nome da Nancy Grace Roman, la prima astronoma capo della NASA, a cui si attribuisce il merito di aver guidato il progetto del telescopio spaziale Hubble. A differenza di Hubble, che si trova in orbita terrestre bassa, Roman sarà posizionato e opererà da un'orbita quasi ad alone attorno al secondo punto di Lagrange Sole-Terra (L2), nelle vicinanze del JWST, a una distanza di 1.5 milioni di km dalla Terra.  

Il telescopio romano, una volta completamente dispiegato, sarà lungo oltre 12.7 metri e largo più di 4.4 metri. La sua risoluzione e sensibilità saranno paragonabili a quelle di Hubble, grazie allo specchio primario di dimensioni analoghe (ovvero 2.4 metri di diametro). 

Tuttavia, grazie alla sua fotocamera multibanda nel vicino infrarosso da 300 megapixel, chiamata Wide Field Instrument (WFI), Roman avrà un campo visivo 100 volte più ampio, che consentirà di ottenere immagini e spettroscopia a largo campo. Un ampio campo visivo con immagini ad alta risoluzione e velocità di scansione elevate permetterà al telescopio Roman di effettuare grandi indagini su oltre un miliardo di galassie e ammassi di galassie, mappando la distribuzione e l'evoluzione della materia e misurando la storia dell'espansione dell'universo. Questo fornirà informazioni sugli effetti della materia oscura e dell'energia oscura sulla forma e la distribuzione delle galassie e degli ammassi di galassie nell'universo. 

Il telescopio Roman osserverà anche le supernove di tipo Ia più distanti, che fungono da traccianti dell'espansione accelerata dell'universo e permettono di caratterizzare l'energia oscura. Chiaramente, il Wide Field Instrument (WFI) svolgerà un ruolo chiave nello studio della materia oscura e dell'energia oscura da parte del telescopio Roman. Proprio per il ruolo fondamentale del Wide Field Instrument, Roman era precedentemente noto come Wide Field Infrared Survey Telescope (WFIRST).  

Il telescopio Roman si occuperà anche della ricerca e dello studio degli esopianeti. A tale scopo utilizzerà tecniche di microlensing, imaging diretto e osservazione dei transiti. Si prevede che le osservazioni di Roman riveleranno oltre 100,000 esopianeti durante i loro transiti attorno alle stelle ospiti. Lo strumento coronografo a bordo del telescopio Roman bloccherà l'intenso bagliore stellare e fotograferà gli esopianeti e i dischi di detriti in orbita attorno ad essi. 

Roman contribuirà quindi allo studio della materia oscura, dell'energia oscura e degli esopianeti. 

Telescopio romano e telescopio James Webb 

I telescopi spaziali Nancy Roman e James Webb opereranno contemporaneamente. Entrambi studieranno principalmente l'universo nella luce infrarossa, tuttavia differiscono nelle loro capacità di imaging, ma possono completarsi a vicenda nello studio dei fenomeni astronomici. 

Sebbene il Wide Field Instrument (WFI) permetta a Roman di catturare immagini più grandi (50 volte più grandi di quelle che Webb può catturare) e di fornire una visione d'insieme, il telescopio James Webb effettua osservazioni di grande impatto, guardando indietro nel tempo con una risoluzione superiore. Questo perché lo specchio primario di Webb è molto più grande (6.5 metri) rispetto a quello di Roman (2.4 metri). 

La visione d'insieme di Roman e le potenti osservazioni di Webb, se considerate insieme, possono essere di grande aiuto negli studi astronomici. 

Il telescopio Roman avrà una missione principale della durata di cinque anni e una missione estesa di altri cinque anni. 

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Riferimenti: 

1. NASA. Telescopio spaziale Nancy Grace Roman. Disponibile su https://science.nasa.gov/mission/roman-space-telescope/
2. Il telescopio spaziale Roman della NASA inizia le operazioni integrate per il lancio. Pubblicato il 10 agosto 2026. Disponibile all'indirizzo https://science.nasa.gov/blogs/roman/2026/08/10/nasas-roman-telescope-team-begins-integrated-operations-for-launch/
3. La serie Roman di NASA's Curious Universe: La nuova visione dell'universo oscuro della NASA. Stagione 13 Episodio 1. Pubblicato l'11 agosto 2026. Disponibile su https://www.nasa.gov/podcasts/curious-universe/roman-series-nasas-new-view-of-the-dark-universe/
4. Serie Roman di Curious Universe della NASA: Giove attorno ad altri soli. Stagione 13 Episodio 2. Pubblicato il 18 agosto 2026. Disponibile su https://www.nasa.gov/podcasts/curious-universe/roman-exoplanets/
5. Bartusek, LML, et al. “Implementazione e sfide dell'osservatorio del telescopio spaziale Nancy Grace Roman”, Conferenza aerospaziale IEEE 2022 (AERO), Big Sky, MT, USA, 2022, pp. 01-14, DOI: https://doi.org/10.1109/AERO53065.2022.9843415

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