O próximo telescópio da NASA busca a força que desafia a física moderna

Os astrofísicos têm um problema enorme em mãos: o cosmos está se expandindo na velocidade errada. Quando os cientistas medem a taxa de expansão do universo primitivo, os números simplesmente não se alinham com o que observam na era moderna.

Ou nossa matemática está fundamentalmente falha, ou existe uma força invisível e dinâmica esticando ativamente o tecido do espaço-tempo para fora de sua forma. Para descobrir qual é a resposta, a NASA está enviando um enorme instrumento óptico para um ponto de estacionamento a 1,6 milhão de quilômetros da Terra.

Com lançamento previsto em um foguete SpaceX Falcon Heavy até abril de 2026, o Nancy Grace Roman Space Telescope foi construído para mapear as posições de centenas de milhões de galáxias. Se ele encontrar o que os cientistas da missão suspeitam que possa existir, estaremos diante de uma reescrita obrigatória das leis da física.

Uma crise na taxa de expansão cósmica

A tensão central reside em uma métrica chamada constante de Hubble. Ela deveria nos dizer exatamente com que rapidez o universo está se afastando, mas os dados existentes se recusam a cooperar.

Julie McEnery, Cientista Sênior do projeto Roman na NASA, ressalta que o telescópio foi projetado especificamente para investigar essa discrepância gritante. Ao mapear a teia cósmica ao longo de bilhões de anos, o Roman rastreará se a energia escura é uma força de fundo estática ou um campo dinâmico que muda com o tempo.

Para conseguir isso, o observatório conta com um espelho primário de 2,4 metros. Esse é exatamente o mesmo tamanho do espelho dentro do venerável telescópio Hubble. No entanto, o Roman está equipado com um Wide Field Instrument que captura uma visão 100 vezes maior do que a câmera infravermelha do Hubble em um único disparo.

Em vez de observar um pequeno pedaço de escuridão, o Roman conduzirá um censo galáctico massivo. Ele rastreará o alongamento sutil do espaço-tempo catalogando os movimentos de bilhões de estrelas e monitorando supernovas do Tipo Ia.

O atirador e o agrimensor

A NASA já possui um enorme telescópio infravermelho no ponto de Lagrange L2 Sol-Terra: o James Webb Space Telescope. Mas as duas máquinas foram construídas para trabalhos inteiramente diferentes.

Funcionários da agência descrevem o Webb como um atirador de elite e o Roman como um agrimensor. O Webb observa a primeira luz do universo para capturar detalhes minuciosos em um campo incrivelmente estreito. O Roman lançará uma rede massiva, encontrando os objetos raros e galáxias primordiais que o Webb poderá então examinar de perto.

Por cobrir tanto do céu tão rapidamente, o Roman gerará um volume imenso de dados. Jamie Dunn, gerente de projeto no Goddard Space Flight Center da NASA, observa que o telescópio essencialmente transmitirá um filme contínuo e de alta definição do universo profundo.

Bloqueando um brilho de um bilhão para um

Além de mapear a energia escura, o Roman foi projetado para caçar mundos rochosos com massa semelhante à da Terra. Ele alcançará isso usando microlente gravitacional, uma peculiaridade da física onde a gravidade de uma estrela em primeiro plano atua como uma enorme lupa para a luz de uma estrela muito atrás dela.

Se um planeta estiver orbitando essa estrela em primeiro plano, ele cria um pequeno sinal característico na luz. Isso permite que os astrônomos detectem planetas orbitando a distâncias semelhantes às do nosso próprio sistema solar — um enorme ponto cego nos catálogos atuais de exoplanetas.

O telescópio também carrega um coronógrafo altamente experimental. O instrumento foi projetado para bloquear fisicamente o brilho de uma estrela hospedeira por um fator de um bilhão, expondo a luz refletida incrivelmente fraca de gigantes gasosos em órbita.

Se o coronógrafo funcionar, ele servirá como a prova de conceito vital para o futuro Habitable Worlds Observatory, uma missão futura encarregada de encontrar sinais químicos de vida em exoplanetas distantes.

Vencendo a maldição dos projetos emblemáticos

Observatórios espaciais de grande escala são notoriamente assolados por décadas de atrasos e bilhões em excesso de custos. No entanto, o Roman está atualmente no caminho certo para atingir sua janela de lançamento antes do previsto.

Nicky Fox, chefe da Science Mission Directorate da NASA, credita uma abordagem rigorosa de design pelo custo e financiamento consistente por evitar os pesadelos de desenvolvimento que geralmente assolam as grandes construções.

A missão deve seu nome a Nancy Grace Roman, a primeira Chefe de Astronomia da NASA. Amplamente conhecida como a "Mãe do Hubble", ela passou as décadas de 1960 e 70 lutando para tirar do papel os primeiros grandes telescópios. Cinquenta anos depois, um telescópio que leva seu nome pode finalmente descobrir do que o universo é realmente feito.

Fontes

• NASA Goddard Space Flight Center
• NASA Science Mission Directorate