<span class="glossaryLink" aria-describedby="tt" data-cmtooltip="
” data-gt-translate-attributes=”[{” attribute=””>NASA’s Nancy Grace Roman Space Telescope, now under construction, will test new technologies for space-based planet hunting. The mission aims to photograph worlds and dusty disks around nearby stars with detail up to a thousand times better than possible with other observatories.
Roman will use its Coronagraph Instrument – a system of masks, prisms, detectors, and even self-flexing mirrors built to block out the glare from distant stars and reveal the planets in orbit around them – to demonstrate that direct imaging technologies can perform even better in space than they have with ground-based telescopes.
“We will be able to image worlds in visible light using the Roman Coronagraph,” said Rob Zellem, an astronomer at NASA’s Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Southern California who is co-leading the observation calibration plan for the instrument. JPL is building Roman’s Coronagraph Instrument. “Doing so from space will help us see smaller, older, and colder planets than direct imaging usually reveals, bringing us a giant leap closer to imaging planets like Earth.”
Image illustrating a coronagraph blocking most of a star’s light. Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center/CI Labs
A home far away from home
Exoplanets – planets beyond our solar system – are so distant and dim relative to their host stars that they’re practically invisible, even to powerful telescopes. That’s why nearly all of the worlds discovered so far have been found indirectly through effects they have on their host stars. However, recent advancements in technology allow astronomers to actually take images of the reflected light from the planets themselves.
Analyzing the colors of planetary atmospheres helps astronomers discover what the atmospheres are made of. This, in turn, can offer clues about the processes occurring on the imaged worlds that may affect their habitability. Since living things modify their environment in ways we might be able to detect, such as by producing oxygen or methane, scientists hope this research will pave the way for future missions that could reveal signs of life.
Bu animasyon, bir gezegenin bir yıldızın parlak ışığında nasıl kaybolabileceğini ve bir taç grafiğinin onu nasıl ortaya çıkarabileceğini gösteriyor. Kredi: NASA’nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi/CI Laboratuvarları
Roman’ın Coronagraph Enstrümanı, teknoloji tanıtım aşamasını başarıyla tamamlarsa, polarimetri modu, gökbilimcilerin, yıldızların etrafındaki diskleri, polarize güneş gözlükleri tarafından engellenen yansıyan kamaşma kadar tanıdık olan polarize ışıkta görüntülemesine izin verecektir. Gökbilimciler, boyutları, şekilleri ve muhtemelen mineral özellikleri de dahil olmak üzere yıldızların etrafındaki diskleri oluşturan toz tanelerini incelemek için polarize görüntüler kullanacaklar. Roman, görünmeyen gezegenlerin yarattığı boşluklar gibi disklerdeki yapıları bile ortaya çıkarabilir. Bu ölçümler, ev sahibi yıldızlarına diğer teleskopların görebileceğinden daha yakın yörüngede dönen daha sönük toz disklerini araştırarak mevcut verileri tamamlayacak.
Boşluğu kapatmak
Mevcut doğrudan görüntüleme çabaları, devasa, parlak gezegenlerle sınırlıdır. Bu dünyalar tipik olarak 100 milyon yaşından küçük süper Jüpiterlerdir – o kadar gençtirler ki oluşumlarından kalan ısı sayesinde parlak bir şekilde parlarlar ve bu da onları kızılötesi ışıkta tespit edilebilir kılar. Ayrıca, yıldızın ışığını engellemek ve daha uzak yörüngelerdeki gezegenleri görmek daha kolay olduğu için, ev sahibi yıldızlardan çok uzakta olma eğilimindedirler. Roman Coronagraph, genç süper Jüpiterleri ilk kez görünür ışıkta görüntüleyerek diğer teleskopların kızılötesi gözlemlerini tamamlayabilir. ders çalışma bilim adamlarından oluşan bir ekip tarafından
Bu animasyon, genç yıldız HR 8799’un yörüngesinde dönen dört süper Jüpiter’i göstermek için Hawaii’deki WM Keck Gözlemevi’nden alınan yedi görüntüyü birleştiriyor. En yakın gezegen, yıldızına neredeyse Uranüs’ün Güneş’ten uzaklığı kadar uzakken, en uzaktakinin yörüngesi daha da büyük. Plüton’dan daha. Roman, daha eski, daha soğuk dünyaları daha dar yörüngelerde doğrudan görüntüleyebilecek. Kredi: Jason Wang (Caltech)/Christian Marois (NRC Herzberg)
Ancak gökbilimciler, aynı zamanda, bir günümüzünkine benzeyen gezegenleri de doğrudan görüntülemek isterler – yaşanabilir bölgelerinde Güneş benzeri yıldızların etrafında dönen kayalık, Dünya boyutundaki gezegenler, sıcaklıkların bir gezegenin yüzeyinde sıvı suyun bulunmasına izin verdiği yörünge mesafeleri aralığı. . Bunu yapmak için, gökbilimcilerin, ev sahibi yıldızlarına mevcut teleskoplardan çok daha yakın yörüngede dönen daha küçük, daha soğuk, daha sönük gezegenleri görebilmeleri gerekir. Roman, dünyaları görünür ışıkta fotoğraflayarak, daha önce hiç yapılmamış bir şekilde, birkaç milyar yıla kadar uzanan olgun gezegenleri görüntüleyebilecek.
JPL’de astronom ve Roman Coronagraph’ın cihaz teknolojisi uzmanı Vanessa Bailey, “Dünya benzeri gezegenleri görüntülemek için, günümüz cihazlarının sağladığından 10.000 kat daha iyi performansa ihtiyacımız olacak” dedi. “Koronagraph Enstrümanı, mevcut enstrümanlardan birkaç yüz kat daha iyi performans gösterecek, böylece[{” attribute=””>Jupiter-like planets that are more than 100 million times fainter than their host stars.”
A team of scientists recently simulated a promising target for Roman to image, called Upsilon Andromedae d. “This gas giant exoplanet is slightly larger than Jupiter, orbits within a Sun-like star’s habitable zone, and is relatively close to Earth – just 44 light-years away,” said Prabal Saxena, an assistant research scientist at the University of Maryland, College Park and NASA’s Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, and the lead author of a paper describing the results. “What’s really exciting is that Roman may be able to help us explore hazes and clouds in Upsilon Andromedae d’s atmosphere and may even be able to act as a planetary thermometer by putting constraints on the planet’s internal temperature!”
Opening a new frontier
The Coronagraph Instrument will contain several state-of-the-art components that have never flown aboard a space-based observatory before. For example, it will use specially designed coronagraph masks to block the glare from host stars but allow the light from dimmer, orbiting planets to filter through. These masks have innovative, complex shapes that block starlight more effectively than traditional masks.
Roma’nın Coronagraph Enstrümanı hakkında daha fazla bilgi edinmek için bu videoyu izleyin – maskeler, prizmalar, dedektörler ve hatta uzak yıldızlardan gelen parlamayı engellemek ve etraflarındaki yörüngedeki gezegenleri ortaya çıkarmak için inşa edilmiş kendi kendine esneyen aynalardan oluşan bir sistem. Kredi: NASA’nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi
Roman Coronagraph ayrıca, görüntü kalitesini düşüren küçük kusurları önlemeye yardımcı olan deforme olabilen aynalarla donatılacak. Bu özel aynalar, yıldız ışığını gerçek zamanlı olarak ölçecek ve çıkaracak ve yerdeki teknisyenler de onları ayarlamak için uzay aracına komutlar gönderebilir. Bu, optiklerin şeklini biraz değiştirebilen sıcaklık değişiklikleri gibi etkileri önlemeye yardımcı olacaktır.
Roman, bu teknolojiyi kullanarak, o kadar sönük gezegenleri gözlemleyecek ki, özel dedektörler, ışığın fotonlarını geldikleri anda, saniyeler hatta dakikalar arayla sayacak. Başka hiçbir gözlemevi, daha önce görünür ışıkta bu tür bir görüntüleme yapmamıştı; bu, yaşanabilir gezegenleri keşfetmeye ve muhtemelen evrende yalnız olup olmadığımızı öğrenmeye yönelik hayati bir adım sağladı.
Nancy Grace Roman Uzay Teleskobu, NASA’nın Güney Kaliforniya’daki Jet Propulsion Laboratuvarı ve Caltech/IPAC, Baltimore’daki Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü ve çeşitli bilim adamlarından oluşan bir bilim ekibinin katılımıyla, NASA’nın Greenbelt, Maryland’deki Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nde yönetilmektedir. araştırma kurumları. Başlıca endüstriyel ortaklar Boulder, Colorado’daki Ball Aerospace and Technologies Corporation; Melbourne, Florida’daki L3Harris Technologies; ve Thousand Oaks, California’daki Teledyne Scientific & Imaging.