La NASA lancia il telescopio Roman: coprirà una regione 100 volte maggiore rispetto ad Hubble

Il telescopio spaziale Nancy Grace Roman della NASA è pronto per il lancio, in programma per il 30 agosto 2026 alle 13:26 (ora italiana) dal Launch Complex 39A del Kennedy Space Center, in Florida, a bordo di un razzo Falcon Heavy di SpaceX. Il lancio potrà essere seguito in diretta sul canale live della NASA, disponibile a questo link, o su tutti i canali social dell'Agenzia spaziale USA.

Roman è la prossima grande missione astrofisica della NASA e avrà il compito di tentare di rispondere ad alcune delle domande ancora aperte più importanti dell'astronomia moderna, dalla natura dell'energia e della materia oscura alla formazione ed evoluzione delle prime galassie, passando per la ricerca di decine di migliaia di nuovi esopianeti al di fuori del Sistema Solare.

Dopo il lancio, Roman si dirigerà verso il punto lagrangiano L2 del sistema Sole-Terra, situato a circa 1,5 milioni di km dal nostro pianeta in direzione opposta al Sole, la stessa regione dello spazio utilizzata anche dal telescopio James Webb della NASA e da Euclid dell'Agenzia Spaziale Europea. Nei primi tre mesi verranno progressivamente attivati, allineati e calibrati il telescopio e i suoi strumenti e al termine di questa fase di commissioning potranno iniziare le osservazioni scientifiche vere e proprie. La missione primaria avrà una durata di cinque anni, con l'obiettivo di estenderla fino a dieci.

Il telescopio prende il nome da Nancy Grace Roman, prima Chief of Astronomy della NASA e prima donna a ricoprire un ruolo dirigenziale nell'Agenzia spaziale americana. Il suo contributo fu fondamentale per lo sviluppo dell'astronomia dallo spazio e soprattutto per ottenere l'approvazione di quello che sarebbe diventato il telescopio spaziale Hubble, tanto da essere ricordata come la "madre di Hubble".

Come è fatto il telescopio spaziale Nancy Grace Roman

Il cuore di Roman è uno specchio primario di 2,4 metri di diametro, esattamente la stessa dimensione di quello di Hubble. Può sembrare poco rispetto ai 6,5 metri dello specchio primario del James Webb Space Telescope, ma Roman e Webb sono stati progettati per scopi differenti. Un telescopio più grande come Webb raccoglie più luce e permette di studiare oggetti estremamente deboli con maggiore dettaglio, mentre il punto di forza di Roman è osservare contemporaneamente porzioni di cielo enormemente più grandi, mantenendo una sensibilità e una risoluzione nell'infrarosso paragonabili a quelle di Hubble.

Il vero punto di forza del telescopio è il suo grande campo di vista. Il principale strumento scientifico a bordo, il Wide Field Instrument (WFI), è una fotocamera da circa 300 megapixel costituita da 18 sensori da 4096×4096 pixel. Il suo campo di vista misura 0,281 gradi quadrati: ogni singola immagine coprirà una regione di cielo più grande del disco apparente della Luna piena e circa 100 volte maggiore rispetto a quello di Hubble.

La combinazione tra campo di vista e risoluzione dallo spazio permetterà a Roman di effettuare vere e proprie panoramiche ad alta definizione del cosmo. Nei primi cinque anni di osservazioni il telescopio riprenderà una porzione di cielo oltre 50 volte più ampia di quella coperta da Hubble nei suoi primi 30 anni, scandagliando determinate regioni del cielo fino a 1000 volte più velocemente, pur mantenendo una risoluzione nell'infrarosso simile.

Il Wide Field Instrument osserverà dalla luce visibile al vicino infrarosso, tra 0,48 e 2,3 micrometri, utilizzando otto diversi filtri. Non si limiterà inoltre a ottenere immagini: sarà dotato di uno strumento in grado di effettuare spettroscopia senza fenditura tra circa 0,75 e 1,93 micrometri. In questo modo sarà possibile ottenere contemporaneamente gli spettri di moltissimi oggetti presenti nella stessa regione di cielo e misurarne proprietà come lo spostamento verso il rosso, fondamentale per ricostruire la distribuzione tridimensionale delle galassie nell'Universo.

Roman avrà poi un secondo strumento molto diverso, il Coronagraph Instrument. Si tratta principalmente di uno strumento in grado di bloccare con estrema precisione la luce proveniente da una stella, permettendo di osservare direttamente oggetti molto più deboli nelle sue vicinanze, come pianeti e dischi di polvere. I pianeti possono essere infatti miliardi di volte meno luminosi delle stelle attorno alle quali orbitano e vengono normalmente completamente sommersi dal loro bagliore. Secondo la NASA, questo strumento permetterà di ottenere immagini e spettri di pianeti giganti simili a Giove attorno a stelle relativamente vicine.

Roman osserverà l’Universo da 1,5 milioni km dalla terra

A differenza di Hubble, che orbita a poche centinaia di chilometri dalla superficie terrestre, Roman osserverà l'Universo da circa 1,5 milioni di km dalla Terra, in prossimità del secondo punto lagrangiano del sistema Sole-Terra, chiamato L2.

I punti lagrangiani sono particolari regioni dello spazio nelle quali l'effetto combinato della gravità di due corpi, in questo caso Sole e Terra, permette a un oggetto molto meno massiccio di mantenere una configurazione orbitale relativamente stabile rispetto ad essi, con grande risparmio di carburante. Roman non resterà immobile esattamente nel punto L2, ma seguirà un'orbita attorno a questa regione, così come fanno anche James Webb ed Euclid.

Gli obiettivi scientifici: lo studio della materia oscura e degli esopianeti

I dati che il telescopio spaziale Nancy Grace Roman raccoglierà nel corso delle sue osservazioni serviranno agli scienziati per rispondere ad alcune delle domande più importanti dell'astrofisica e della fisica moderna. La principale riguarda la comprensione della natura dell'energia oscura e della materia oscura. Queste due componenti, la cui natura ci è quasi completamente ignota (e per questo definita oscura) rappresentano il 95% del contenuto di materia-energia del nostro Universo, col restante 5% formato da quello che i fisici chiamano materia barionica, ovvero la materia che sperimentiamo nella vita di tutti i giorni costituita da protoni, neutroni ed elettroni.

Gli astronomi tenteranno di sondare queste componenti studiando l'espansione accelerata dell'Universo indotta dall'energia oscura tramite le supernovae e l'effetto di curvatura della luce (lensing) prodotto dalla materia oscura che c'è nell'Universo tra noi osservatori e le galassie lontane.

Oltre all'Universo "oscuro", Roman verrà utilizzato per scoprire centinaia di migliaia di nuovi esopianeti, cioè pianeti al di fuori del Sistema Solare. Le previsioni indicano che Roman sarà in grado di scoprire circa 100.000 nuovi esopianeti utilizzando due tecniche principali: il metodo del transito e il microlensing.

Nel primo, l'esopianeta viene scoperto monitorando la luminosità di stella che tenderà a diminuire col passaggio del pianeta davanti ad essa. La seconda tecnica, il microlensing, sfrutta invece l'effetto di deformazione dello spazio-tempo indotto da oggetti massicci. Quando un oggetto come un esopianeta si allinea quasi perfettamente con una stella di sfondo (non la stella madre del pianeta), la luce della stella lontana si incurva attorno all'oggetto mentre gli passa vicino. L'esopianeta agisce quindi come una lente d'ingrandimento naturale, creando un picco temporaneo nella luminosità della luce della stella di sfondo. Una tecnica sfrutta quindi la capacità di un esopianeta di oscurare la luce della sua stella madre, mentre l'altra sfrutta la capacità di incrementare la luminosità di una stella di sfondo.

Il terzo grande filone di ricerca di Roman sfrutterà la capacità del telescopio di osservare nelle lunghezze d'onda del vicino infrarosso. La luce proveniente da oggetti lontani nello spazio (e nel tempo) viaggia attraverso un Universo in espansione, cosa che ha come effetto quello di "allungare" la lunghezza d'onda della luce che viaggia attraverso di esso, causando il noto effetto di "spostamento verso il rosso" (redshift). Ciò implica che la luce visibile emessa da oggetti a miliardi di anni-luce di distanza ha subito un effetto di "allungamento" dall'espansione dell'Universo che ne ha spostato la lunghezza d'onda verso l'infrarosso.

Combinando osservazioni fotometriche e spettroscopiche, Roman catturerà la luce di più di un miliardo di galassie, alcune delle quali osservate quando l'Universo aveva meno di un miliardo di vita di anni, meno del 10% dell'età attuale, permettendoci così di studiare la formazione delle prime galassie nel cosmo.

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