טלסקופ רומן שוגר בהצלחה — עם שדה ראייה רחב לפחות פי 100 מהאבל

נאס״א שיגרה בהצלחה את טלסקופ החלל ננסי גרייס רומן, משימת האסטרופיזיקה המרכזית הבאה של הסוכנות אחרי ג׳יימס וב. הטלסקופ המריא ביום ראשון, 30 באוגוסט, בשעה 14:26 לפי שעון ישראל, על גבי משגר Falcon Heavy של SpaceX ממתחם השיגור 39A במרכז החלל קנדי שבפלורידה.

כ־31 דקות לאחר ההמראה נפרד רומן מהשלב השני של המשגר והחל לטוס בכוחות עצמו. צוות הבקרה של נאס״א החל לקבל ממנו נתוני טלמטריה כבר שבע דקות לאחר השיגור. כשעה ו־23 דקות לאחר ההמראה אישר הצוות שגם הלוחות הסולאריים ומגן השמש התחתון נפרסו בהצלחה.

כעת נמצא הטלסקופ בתחילתו של מסע בן כשלושה חודשים אל נקודת לגראנז׳ השנייה של מערכת השמש–ארץ, L2, הנמצאת במרחק של כ־1.5 מיליון ק״מ מכדור הארץ. גם טלסקופ ג׳יימס וב פועל באזור זה, המאפשר למצפי חלל לשמור על סביבה יציבה יחסית ולבצע תצפיות תוך שימוש מועט בדלק.

לפי העדכון הרשמי של נאס״א , בימים הקרובים צפויים להיפרס האנטנה הראשית ומכסה הפתח הגדול של הטלסקופ. צוות המשימה יבצע גם תיקוני מסלול ויתחיל להפעיל בהדרגה את המכשירים המדעיים.

אותה חדות כמו האבל — אבל שדה ראייה רחב פי 100

הייחוד של רומן טמון בשילוב בין חדות גבוהה לשדה ראייה רחב במיוחד. המראה הראשית שלו, בקוטר 2.4 מטרים, דומה בגודלה למראה של טלסקופ האבל. אלא שהמבנה האופטי והמכשיר הראשי של רומן מאפשרים לו לצלם בכל חשיפה אזור בשמיים הגדול לפחות פי 100 מזה שהאבל יכול לצלם ברמת חדות דומה.

המכשיר המרכזי, Wide Field Instrument, הוא מצלמת תת־אדום ברזולוציה של כ־300 מגה־פיקסל. כל תמונה שתפיק תכסה אזור בשמיים הגדול בערך פי 1.5 מגודלו הנראה של הירח המלא.

במקום להתמקד בכל פעם באזור קטן יחסית, רומן יוכל לסרוק במהירות שטחים עצומים ולאסוף מידע על מיליארדי גלקסיות, כוכבים ועצמים נוספים. לפי נאס״א, במהלך חמש שנות הפעילות הראשונות הוא צפוי לצלם שטח שמיים הגדול פי 50 מזה שהאבל צילם ביותר משלושה עשורים.

היכולת הזאת עשויה לשנות את קצב המחקר האסטרונומי. רומן לא רק יספק תמונות מפורטות, אלא יאפשר לחוקרים לבנות מפות רחבות של היקום, לאתר תופעות נדירות ולבחור מטרות מעניינות לתצפיות המשך באמצעות טלסקופים אחרים.

לא במקום ג׳יימס וב — אלא לצדו

למרות ההשוואה המתבקשת, רומן וג׳יימס וב נועדו למלא תפקידים שונים ומשלימים. וב מצטיין בתצפיות עמוקות ומפורטות במיוחד על אזורים ועצמים נבחרים, בעוד רומן תוכנן לבצע סקרים רחבים ומהירים.

שני הטלסקופים מסוגלים לצפות באור תת־אדום, ולכן יהיה אפשר לשלב בין הנתונים שיאספו. רומן יוכל לזהות בתוך שטחי שמיים גדולים עצמים ותופעות מעניינים, ואילו וב יוכל להתמקד בחלק מהם ולבחון אותם בפירוט רב יותר.

גם האבל יוכל לבצע תצפיות המשך באור נראה, באור אולטרה־סגול ובתת־אדום. מצפים נוספים, ובהם טלסקופ החלל אוקלידס של סוכנות החלל האירופית ומצפה ורה רובין הקרקעי, צפויים להשתלב במערך המחקר ולהוסיף מדידות באורכי גל ובשטחי שמיים שונים.

חיפוש אחר חומר אפל ואנרגיה אפלה

אחת המטרות המרכזיות של רומן היא חקר שניים מהמרכיבים החמקמקים ביותר ביקום: חומר אפל ואנרגיה אפלה. החומר האפל אינו פולט או מחזיר אור, אך השפעתו הכבידתית ניכרת בתנועת גלקסיות ובעיוות האור העובר ליד ריכוזי מסה. האנרגיה האפלה היא השם שניתן לגורם הלא־מובן המקושר להאצת התפשטותו של היקום.

רומן ימפה את מיקומן, צורתן ומרחקן של מאות מיליוני גלקסיות. החוקרים ינתחו כיצד האור מהן מתעוות בדרכו לכדור הארץ וינסו לבנות מפות מדויקות יותר של פיזור החומר האפל. במקביל, מדידות ספקטרוסקופיות יסייעו לקבוע כיצד קצב התפשטותו של היקום השתנה לאורך מיליארדי שנים.

חוקרים מאוניברסיטת אריזונה משתתפים בכמה מהמאמצים המרכזיים של המשימה. צוות בהובלת פרופ׳ אליזבת קראוזה קיבל מימון של 2 מיליון דולר לפיתוח שיטה בשם „עידוש קינמטי”, המשלבת בין תמונות לבין מדידות ספקטרוסקופיות כדי לשפר את הדיוק בחקר החומר האפל והאנרגיה האפלה.

קבוצה נוספת, בראשות פרופ׳ טים אייפלר, תעסוק בפענוח הנתונים הקוסמולוגיים ובהפיכת קטלוגי הגלקסיות למדידות של התכונות הפיזיקליות של היקום. המעבדה שלו קיבלה 800 אלף דולר למשאבי מחשוב ועוד 2.4 מיליון דולר לחמש שנות מחקר.

מכמויות עצומות של נתונים למפת היקום

רומן צפוי לייצר מאגר מידע חסר תקדים בהיקפו. במהלך המשימה העיקרית, המתוכננת להימשך חמש שנים, הטלסקופ עשוי להעביר כ־20 פטה־בייט של נתונים. לפי הערכות נאס״א, בחודש אחד בלבד הוא עשוי לייצר בערך פי שניים מכמות הנתונים שהאבל צבר במשך יותר מ־30 שנה.

הטלסקופ יזהה גלקסיות קרובות ורחוקות, יקבע את מיקומן וימדוד את צורתן ותכונותיהן. המידע יאורגן בקטלוגים עצומים, שעליהם יופעלו מודלים חישוביים כדי ללמוד כיצד היקום בנוי וכיצד התפתח לאורך הזמן.

הנתונים אמורים להיפתח לקהילה המדעית לאחר שיעברו עיבוד, כך שקבוצות מחקר רבות ברחבי העולם יוכלו לנתח אותם במקביל. נאס״א הקימה לצורך כך גם סביבת מחקר מבוססת ענן, שתאפשר לחוקרים לעבוד עם מאגרי המידע בלי להוריד את כולם למחשבים המקומיים.

לצלם כוכבי לכת ליד שמשות אחרות

לצד המצלמה רחבת־השדה, רומן נושא גם קורונוגרף — מכשיר ניסויי שנועד לחסום את האור המסנוור של כוכבים ולאפשר צילום ישיר של כוכבי לכת ודיסקות אבק הנמצאים סביבם.

צילום ישיר של כוכבי לכת הוא אתגר קשה במיוחד, מכיוון שכוכב הלכת יכול להיות עמום פי עשרות מיליונים מהכוכב שאותו הוא מקיף. הקורונוגרף של רומן תוכנן לזהות עצמים שעוצמת האור שלהם נמוכה עד פי 100 מיליון מזו של הכוכב המארח.

לפי צוות המשימה, הטכנולוגיות המותקנות במכשיר עשויות לשפר את יכולת הצילום הישיר של כוכבי לכת פי 100 עד 1,000 לעומת קורונוגרפים קודמים שפעלו בחלל. המטרה הראשונית היא להדגים את הטכנולוגיה ולצלם בעיקר כוכבי לכת ענקיים הדומים לצדק.

המכשיר נחשב גם לצעד חשוב בדרך למצפה עתידי שיוכל לנסות לצלם כוכבי לכת דמויי ארץ ולחפש סימנים אפשריים לחיים במערכות שמש אחרות.

תחילת 2027: התמונות המדעיות הראשונות

במהלך החודשים הקרובים יעבור רומן סדרה של פריסות, בדיקות וכיולים. לאחר השלמת המסע לנקודת L2 ייבדקו המערכות האופטיות, המצלמה רחבת־השדה והקורונוגרף, לפני תחילת הפעילות המדעית המלאה.

נאס״א מצפה לפרסם את התמונות המדעיות הראשונות של רומן בתחילת 2027. לאחר מכן יתחיל הטלסקופ בסקרים הרחבים שנועדו לחקור חומר אפל, אנרגיה אפלה, התפתחות גלקסיות, חורים שחורים, כוכבים וכוכבי לכת מחוץ למערכת השמש.

עבור נאס״א, רומן אינו רק טלסקופ נוסף, אלא מכונת סקרים שנועדה להרחיב משמעותית את מבטה של האנושות על היקום. אם שלב ההפעלה והכיול יושלם כמתוכנן, האסטרונומיה תקבל בשנים הקרובות מאגר נתונים רחב ועמוק שיכול להשפיע כמעט על כל תחום מרכזי בחקר החלל.