El Telescopio Espacial Nancy Grace Roman, que la NASA tiene previsto lanzar en 2027, promete cambiar nuestra comprensión del cosmos. Según las predicciones de un nuevo estudio, esta misión será capaz de detectar alrededor de 100.000 eventos astronómicos explosivos: desde supernovas hasta colisiones de estrellas de neutrones y fenómenos nunca vistos. Esta "mina de oro" de datos, como la califican los científicos, permitirá mirar con más ambición hacia el futuro y también entender el pasado.
"Ya sea que se desee explorar la energía oscura, las estrellas moribundas, las centrales galácticas o, probablemente, incluso cosas completamente nuevas que nunca antes hayamos visto, este estudio será una mina de oro", afirma Benjamin Rose, profesor adjunto en la Universidad de Baylor y autor principal del estudio, publicado en The Astrophysical Journal.
Las supernovas
Uno de los principales objetivos del telescopio Roman será observar supernovas, en especial las de tipo "Ia". Este tipo de explosión estelar se produce cuando una enana blanca (el núcleo de una estrella muerta) acumula suficiente material de una estrella vecina y colapsa, liberando una enorme cantidad de energía. Lo crucial es que estas supernovas tienen un brillo muy predecible, lo que las convierte en herramientas ideales para medir distancias en el universo.
Gracias a la precisión de Roman, se espera detectar unas 27.000 supernovas de tipo "Ia" —diez veces más que todos los estudios anteriores juntos—, incluidas muchas que estallaron hace más de 10.000 millones de años. Esto permitirá a los científicos rastrear cómo ha cambiado la expansión del universo a lo largo del tiempo y obtener nuevos datos sobre la misteriosa energía oscura.
"Rellenar estas lagunas de datos también podría ayudarnos a comprender mejor la energía oscura", explica Rose. "Cada vez hay más pruebas de que la energía oscura ha cambiado con el tiempo, y Roman nos ayudará a comprender ese cambio al explorar la historia cósmica de maneras que otros telescopios no pueden".
Mucho más
Pero Roman no se limitará a las supernovas de tipo "Ia". Se estima que el telescopio captará unas 60.000 supernovas de colapso de núcleo, que ocurren cuando una estrella masiva agota su combustible y colapsa por su propio peso. Aunque estas explosiones no sirven para medir distancias con la misma precisión, sí ayudan a entender cómo mueren las estrellas y cómo se forman elementos pesados en el universo.
"Al ver la forma en que la luz de un objeto cambia con el tiempo y dividirla en espectros. Podemos distinguir entre todos los diferentes tipos de destellos que verá Roman", explica Rebekah Hounsell, investigadora en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA.
Además, los datos permitirán entrenar algoritmos de inteligencia artificial para identificar distintos tipos de eventos cósmicos y facilitar el análisis de la enorme cantidad de información que generará el telescopio.
Las rarezas del universo
Gracias a su capacidad para observar amplias regiones del cielo en luz infrarroja, Roman podrá detectar fenómenos extremadamente raros. Uno de ellos es la disrupción de marea, que ocurre cuando una estrella se acerca demasiado a un agujero negro y es literalmente desgarrada por su gravedad.
Se espera que el telescopio descubra unos 40 de estos eventos, lo que permitirá estudiar más de cerca el comportamiento de los agujeros negros.También podría encontrar unas 90 supernovas superluminosas, que brillan hasta 100 veces más que una supernova típica.
Y aún más infrecuentes son las kilonovas, explosiones derivadas de la colisión de dos estrellas de neutrones. Hasta ahora solo se ha confirmado una.
En busca de las primeras estrellas
Una de las expectativas más ambiciosas del equipo científico es que Roman pueda detectar explosiones de las primeras estrellas del universo, aquellas que nacieron poco después del Big Bang. Estas estrellas, cientos de veces más masivas que nuestro Sol y sin elementos pesados en su composición, habrían explotado de una forma completamente distinta, en lo que se conoce como supernovas de inestabilidad de pares.
"Creo que Roman hará la primera detección confirmada de una supernova de inestabilidad de pares", dice Rose. El estudio estima que podrían encontrarse más de diez. De confirmarse, sería un descubrimiento histórico que revelaría cómo comenzó el ciclo de vida de las estrellas en el universo primitivo.
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— Nancy Grace Roman Space Telescope (@NASARoman) August 4, 2022
Aunque los científicos ya han hecho simulaciones y predicciones, una de las mayores expectativas es la posibilidad de descubrir fenómenos totalmente desconocidos. Roman observará una misma región del cielo cada cinco días durante dos años, lo que permitirá crear una especie de película cósmica en movimiento.