חשיבותו של טלסקופ החלל הרומי ננסי גרייס

טלסקופ החלל הרומי ננסי גרייס (המכונה בדרך כלל הטלסקופ הרומי) צפוי להיות משוגר לחלל ב-30 באוגוסט 2026. הוא יוצב במסלול קוואזי-הילה סביב נקודת לגראנז' השנייה בין שמש לכדור הארץ (L2) בסביבת טלסקופ החלל ג'יימס ווב (JWST) במרחק של 1.5 מיליון ק"מ מכדור הארץ. הטלסקופ הרומי, המוקדש לחקר חומר אפל, אנרגיה אפלה וכוכבי לכת חיצוניים, יבצע סקרים גדולים של יותר ממיליארד גלקסיות וצבירי גלקסיות, ימפו את התפלגות החומר והאבולוציה שלו וימדו את היסטוריית ההתפשטות של היקום. זה ייתן מושג לגבי השפעות החומר האפל והאנרגיה האפלה על צורות והתפלגות של גלקסיות וצבירי גלקסיות ביקום. הוא יצפה בסופרנובות רחוקות מסוג Ia, הפועלות כעוקבות להתפשטות המואצת של היקום כדי לאפיין אנרגיה אפלה. באמצעות מיקרו-עדשות, הדמיה ישירה ומעברים, רומן יחפש ויחקור גם כוכבי לכת חיצוניים וצפוי לחשוף יותר מ-100,000 כוכבי לכת חיצוניים כשהם עוברים את כוכביהם המארחים. טלסקופ רומן ילכד תמונות גדולות יותר ויספק תמונה רחבה יותר, בעוד שטלסקופ ג'יימס ווב מבצע תצפיות חזקות הרואות רחוק יותר בזמן ברזולוציה גבוהה יותר. יחד הם יכולים להיות לעזר רב במחקרים אסטרונומיים. 

גופים שמימיים (כגון כוכבים, כוכבי לכת וירחים) ותנועותיהם המחזוריות כפי שנראות בשמי הלילה תמיד סקרנו את מוחותיהם של בני אדם מאז התקופה הפרהיסטורית. תצפיות שמימיות ודפוסי תנועה של כוכבים בשמי הלילה שימשו באופן היסטורי למציאת כיוון וניווט במהלך מסעות. המצאת הטלסקופ - המכשיר לצפייה בעצמים רחוקים על ידי פליטתם, ספיגתם או החזרתם של קרינה אלקטרומגנטית - בתחילת המאה ה-17 ^הייתה אבן דרך שכן היא סייעה להתגבר על מגבלות התצפית בעין בלתי מזוינת ואפשרה תצפיות אסטרונומיות מפורטות. טלסקופים אופטיים שלטו בתחום בהתחלה, אולם עד מהרה טלסקופי רדיו וטלסקופי שמש מצאו יישומים בתחום האסטרונומיה המתפתח במהירות. עד מהרה הובן שתצפיות אסטרונומיות שבוצעו על ידי טלסקופים מבוססי כדור הארץ סובלות מעיוותים עקב הפרעות באטמוספירה של כדור הארץ. פתרון אפשרי אחד היה להציב טלסקופים בחלל מכיוון שטלסקופים מבוססי חלל הציעו יתרונות מבחינת תמונות ברורות, גישה רחבה יותר לספקטרום וראות חלל עמוקה יותר לעומת טלסקופים מבוססי כדור הארץ.

טלסקופי חלל

הרעיון של טלסקופ חללי הועלה על ידי ליימן שפיצר בשנת 1946. ההנחה הייתה שהתצפיות שיבצע הטלסקופ הממוקם בחלל יהיו נקיות מעיוותים הנגרמים על ידי האטמוספירה הסוערת של כדור הארץ. כמו כן, טלסקופ חלל יוכל לצפות באורכי גל UV, קרני רנטגן ואינפרא אדום הנספגים על ידי מולקולות האוויר באטמוספירה. מצפה הכוכבים המקיף 2 (OAO-2), הידוע בכינויו Stargazer, היה טלסקופ החלל המוצלח הראשון שביצע תצפיות בטווח UV. הוא שוגר בשנת 1968 ונשאר פעיל עד 1973. 

טלסקופ החלל האבל הוא אולי טלסקופ החלל הידוע ביותר. זהו מצפה כוכבים אופטי גדול ששוגר בשנת 1990. טלסקופ האבל, שחונה כ-540 ק"מ מעל כדור הארץ במסלול נמוך סביב כדור הארץ, פועל כבר 35 שנים. תצפיותיו בשדה העמוק חשפו אלפי גלקסיות רחוקות שלא היו ידועות קודם לכן. הוא תרם גם לחישוב הגיל וקצב ההתפשטות המדויקים של היקום ונחשב לאבן דרך משמעותית בתצפיות אסטרונומיות בחלל. 

טלסקופ החלל ג'יימס ווב (JWST) הוא שם משמעותי נוסף. JWST, ששוגר ב-25 בדצמבר 2021, הוא טלסקופ החלל הגדול והחזק ביותר עד כה. בניגוד להאבל, שהוא מצפה כוכבים אופטי במסלול נמוך סביב כדור הארץ, JWST הוא מצפה כוכבים אינפרא אדום הממוקם בנקודת לגראנז' השנייה (L2), במרחק של כ-1.5 מיליון ק"מ מכדור הארץ. JWST, המוקדש לחקר היקום המוקדם, נועד להביט אחורה למעלה מ-13.5 מיליארד שנים כדי לצפות בגלקסיות הראשונות שנוצרו לאחר המפץ הגדול. בחמש שנות הפעילות האחרונות, JWST חולל מהפכה בתחום האסטרונומיה, ובמיוחד בחקר היקום המוקדם.

טלסקופ החלל הרומי ננסי גרייס

טלסקופ החלל הרומי ננסי גרייס, או בקיצור הטלסקופ הרומי, שעתיד להיות משוגר ב-30 באוגוסט 2026, נקרא על שם ננסי גרייס רומן, שהייתה האסטרונומית הראשית הראשונה של נאס"א, אשר זוכה להכרה כמי שהובילה את פרויקט טלסקופ החלל האבל. בניגוד להאבל, הממוקם במסלול נמוך סביב כדור הארץ, טלסקופ החלל הרומי יוצב במסלול דמוי הילה סביב נקודת לגראנז' השנייה (L2) בין שמש לכדור הארץ, בסביבת JWST, במרחק של 1.5 מיליון ק"מ מכדור הארץ.  

הטלסקופ הרומי יהיה באורך של יותר מ-12.7 מטרים וברוחב של יותר מ-4.4 מטרים כאשר הוא ייפרס במלואו. הרזולוציה והרגישות שלו יהיו דומות לאלו של האבל, הודות למראה הראשית שלו בגודל זהה (כלומר, בקוטר של 2.4 מטרים). 

עם זאת, לטלסקופ רומן יהיה שדה ראייה גדול פי 100, הודות למצלמת 300 מגה-פיקסל רב-תכליתית שלו, הנקראת Wide Field Instrument (WFI), שתספק הדמיה רחבה וספקטרוסקופיה. שדה ראייה רחב עם הדמיה ברזולוציה גבוהה ומהירויות סריקה גבוהות יאפשרו לטלסקופ רומן לבצע סקרים גדולים של יותר ממיליארד גלקסיות וצבירי גלקסיות, למפות את התפלגות החומר והתפתחותו ולמדוד את היסטוריית ההתפשטות של היקום. זה ייתן מושג לגבי השפעות החומר האפל והאנרגיה האפלה על צורות והתפלגות של גלקסיות וצבירי גלקסיות ביקום. 

הטלסקופ הרומי יצפה גם בסופרנובות רחוקות מסוג Ia, אשר משמשות כעוקבות להתפשטות המואצת של היקום כדי לאפיין אנרגיה אפלה. ברור שמכשיר השדה הרחב (WFI) ימלא תפקיד מפתח בחקר החומר האפל והאנרגיה האפלה על ידי הטלסקופ הרומי. בשל תפקידו המכוון של מכשיר השדה הרחב, טלסקופ רומן נקרא בעבר טלסקופ הסקר האינפרא אדום של השדה הרחב (WFIRST).  

רומן יחפש ויחקור גם כוכבי לכת חיצוניים. לשם כך הוא ישתמש במיקרו-לנסינג, הדמיה ישירה ומעברים. תצפיותיו של רומן צפויות לחשוף יותר מ-100,000 כוכבי לכת חיצוניים כשהם עוברים סביב כוכביהם המארחים. מכשיר הקורונגרף שעל סיפון הטלסקופ הרומי יחסום את סנוור הכוכבים העז ויצלם כוכבי לכת חיצוניים ודיסקיות פסולת במסלול סביבם. 

לפיכך, רומן יתרום לחקר החומר האפל, האנרגיה האפלה וכוכבי לכת חיצוניים. 

טלסקופ רומי וטלסקופ ג'יימס ווב 

שני טלסקופי החלל ננסי רומן וג'יימס ווב יפעלו בו זמנית. שניהם יחקרו בעיקר את היקום באור אינפרא אדום, אולם הם נבדלים ביכולות ההדמיה שלהם אך יכולים להשלים זה את זה בחקר תופעות אסטרונומיות. 

בעוד שמכשיר השדה הרחב (WFI) מאפשר לרומן ללכוד תמונות גדולות יותר (פי 50 ממה שטלסקופ ווב יכול ללכוד) ולספק תצוגה מקיפה יותר, טלסקופ ג'יימס ווב מבצע תצפיות חזקות הרואות רחוק יותר בזמן ברזולוציה גבוהה יותר. הסיבה לכך היא שהמראה הראשית של ווב גדולה בהרבה (6.5 מטרים) בהשוואה לזו של רומן (2.4 מטרים). 

השקפתו הכוללת של רומן והתצפיות העוצמתיות של ווב יחד יכולות להיות לעזר רב במחקרים אסטרונומיים. 

לטלסקופ הרומי תהיה משימה ראשונית של חמש שנים, ומשימה מורחבת של חמש שנים. 

***

הפניות: 

1. נאס"א. טלסקופ החלל הרומי ננסי גרייס. זמין ב https://science.nasa.gov/mission/roman-space-telescope/
2. טלסקופ החלל הרומי של נאס"א מתחיל בפעולות משולבות לקראת שיגור. פורסם ב-10 באוגוסט 2026. זמין ב https://science.nasa.gov/blogs/roman/2026/08/10/nasas-roman-telescope-team-begins-integrated-operations-for-launch/
3. היקום המוזר של נאס"א – סדרה רומית: נקודת המבט החדשה של נאס"א על ​​היקום האפל. עונה 13 פרק 1. פורסם ב-11 באוגוסט 2026. זמין ב https://www.nasa.gov/podcasts/curious-universe/roman-series-nasas-new-view-of-the-dark-universe/
4. היקום המוזר של נאס"א - סדרה רומית: צדק סביב שמשות אחרות. עונה 13 פרק 2. פורסם ב-18 באוגוסט 2026. זמין ב https://www.nasa.gov/podcasts/curious-universe/roman-exoplanets/
5. ברטושק, LML, ואחרים. "יישום ואתגרים של טלסקופ החלל הרומי של ננסי גרייס", כנס IEEE לחלל האווירונאוטיקה (AERO) 2022, ביג סקיי, מונטנה, ארה"ב, 2022, עמ' 01-14, DOI: https://doi.org/10.1109/AERO53065.2022.9843415

***

מאמרים קשורים: 

1. גמדים חומים (BDs): טלסקופ ג'יימס ווב מזהה את העצם הקטן ביותר שנוצר בצורה דמוית כוכב  (5 בינואר 2024) 
2. טלסקופ החלל ג'יימס ווב (JWST): מצפה החלל הראשון המוקדש לחקר היקום הקדום  (6 בנובמבר 2021) 
3. תצפיות שדה עמוקות של JWST סותרות את העיקרון הקוסמולוגי (28 במרץ 2025) 
4. ג'יימס ווב (JWST) מגדיר מחדש את המראה של גלקסיית סומבררו (מסיר 104)  (26 נובמבר 2024) 
5. פרדוקס של כוכבים עשירי מתכת ביקום המוקדם  (27 בספטמבר 2024) 
6. היקום המוקדם: הגלקסיה הרחוקה ביותר "JADES-GS-z14-0" מאתגר את דגמי היווצרות הגלקסיה  (12 אוגוסט 2024)
7. XPoSat: ISRO משיקה את 'מצפה חלל פולארימטריית רנטגן' השני בעולם  (1 בינואר 2024) 
8. תצפיות שדה אולטרה עמוקות של ג'יימס ווב: שני צוותי מחקר לחקר הגלקסיות המוקדמות ביותר  (24 ביוני 2022) 
9. גילוי של המועמד הראשון לכוכב הלכת מחוץ לשביל החלב של הגלקסיה הביתית שלנו (28 אוקטובר 2021) 
10. מחקר אקסופלנט: כוכבי הלכת של TRAPPIST-1 דומים בצפיפות  (25 בינואר 2021)

***