Les astrophysiciens sont confrontés à un problème majeur : le cosmos s'étend à une vitesse anormale. Lorsque les scientifiques mesurent le taux d'expansion de l'univers primitif, les chiffres ne correspondent tout simplement pas à ce qu'ils observent à l'époque moderne.
Soit nos mathématiques sont fondamentalement erronées, soit une force invisible et dynamique déforme activement le tissu de l'espace-temps. Pour déterminer de quoi il s'agit, la NASA envoie un instrument optique massif vers un point de stationnement situé à 1,6 million de kilomètres de la Terre.
Prévu pour être lancé par une fusée SpaceX Falcon Heavy d'ici avril 2026, le Nancy Grace Roman Space Telescope est conçu pour cartographier la position de centaines de millions de galaxies. S'il découvre ce que les scientifiques de la mission soupçonnent, nous serons contraints de réécrire les lois de la physique.
Une crise dans le taux d'expansion cosmique
La tension centrale réside dans une mesure appelée constante de Hubble. Elle est censée nous indiquer exactement à quelle vitesse l'univers s'écarte, mais les données existantes refusent de concorder.
Julie McEnery, responsable scientifique du projet Roman à la NASA, souligne que le télescope est spécifiquement conçu pour étudier cette incohérence flagrante. En cartographiant la toile cosmique sur des milliards d'années, Roman déterminera si l'énergie sombre est une force de fond statique ou un champ dynamique qui évolue au fil du temps.
Pour y parvenir, l'observatoire s'appuie sur un miroir primaire de 2,4 mètres. C'est exactement la même taille que celui du vénérable télescope Hubble. Cependant, Roman est équipé d'un instrument à grand champ (Wide Field Instrument) qui capture une vue 100 fois plus étendue que la caméra infrarouge de Hubble en une seule prise.
Au lieu d'observer une minuscule parcelle de noirceur, Roman mènera un recensement galactique massif. Il suivra l'étirement subtil de l'espace-temps en cataloguant les mouvements de milliards d'étoiles et en surveillant les supernovae de type Ia.
Le sniper et l'arpenteur
La NASA possède déjà un télescope infrarouge massif situé au point de Lagrange L2 Soleil-Terre : le James Webb Space Telescope. Mais les deux machines sont conçues pour des tâches radicalement différentes.
Les responsables de l'agence décrivent le Webb comme un sniper et Roman comme un arpenteur. Le Webb scrute la première lumière de l'univers pour capturer des détails infimes dans un champ incroyablement étroit. Roman jettera un filet massif, dénichant les objets rares et les galaxies primordiales que le Webb pourra ensuite examiner de près.
Parce qu'il couvre une telle portion du ciel si rapidement, Roman générera un volume immense de données. Jamie Dunn, directeur de projet au Goddard Space Flight Center de la NASA, note que le télescope diffusera essentiellement un film continu en haute définition de l'univers lointain.
Bloquer un éclat d'un milliard contre un
Au-delà de la cartographie de l'énergie sombre, Roman est conçu pour traquer des mondes rocheux de la masse de la Terre. Il y parviendra grâce au microlentille gravitationnelle, un phénomène physique où la gravité d'une étoile au premier plan agit comme une loupe géante pour la lumière d'une étoile située loin derrière.
Si une planète orbite autour de cette étoile au premier plan, elle crée un minuscule signal caractéristique dans la lumière. Cela permet aux astronomes de repérer des planètes orbitant à des distances similaires à celles de notre propre système solaire — un angle mort majeur dans les catalogues actuels d'exoplanètes.
Le télescope transporte également un coronographe hautement expérimental. L'instrument est conçu pour bloquer physiquement l'éclat d'une étoile hôte par un facteur d'un milliard, exposant ainsi la lumière réfléchie incroyablement faible des géantes gazeuses en orbite.
Si le coronographe fonctionne, il servira de preuve de concept vitale pour le futur Habitable Worlds Observatory, une mission future chargée de trouver des signes chimiques de vie sur des exoplanètes lointaines.
Vaincre la malédiction des projets phares
Les observatoires spatiaux à grande échelle sont notoirement en proie à des décennies de retard et à des milliards de dépassements de coûts. Pourtant, Roman est actuellement en bonne voie pour respecter sa fenêtre de lancement, voire l'anticiper.
Nicky Fox, directrice de la division Science Mission Directorate de la NASA, attribue ce succès à une approche rigoureuse de conception selon le coût et à un financement constant, permettant d'éviter les cauchemars de développement habituels qui affligent les constructions phares.
La mission doit son nom à Nancy Grace Roman, la première responsable de l'astronomie à la NASA. Largement connue comme la "Mère de Hubble", elle a passé les années 1960 et 1970 à se battre pour que les premiers grands télescopes voient le jour. Cinquante ans plus tard, un télescope portant son nom pourrait bien découvrir de quoi l'univers est réellement constitué.
Sources
- NASA Goddard Space Flight Center
- NASA Science Mission Directorate
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