El domingo 30 de agosto, desde Florida, comenzó el viaje del telescopio espacial Nancy Grace Roman. La misión de la NASA llevará al espacio un nuevo instrumento para estudiar enormes regiones del cosmos y avanzar en la búsqueda de respuestas a algunas de las preguntas más importantes que todavía enfrenta la ciencia.

Su nombre es un homenaje de la agencia espacial a Nancy Grace Roman, una astrónoma que dedicó grandes esfuerzos para conseguir los apoyos que permitieran construir un telescopio espacial. De hecho, fue bautizada de la “Madre del Hubble”. Por tal motivo, se le considera una pionera en transformar la forma en que miramos el universo.

Durante los próximos años, Roman observará cientos de millones de galaxias para reconstruir su distribución en el espacio y seguir su evolución a lo largo de la historia del universo. Sus observaciones permitirán investigar la materia oscura, analizar la expansión acelerada del cosmos y ampliar el conocimiento sobre los planetas que existen fuera del Sistema Solar.

Una parte decisiva de lo que determina la estructura y la evolución del universo todavía no puede observarse directamente. Roman representa un nuevo avance en la capacidad de la humanidad para estudiar esos fenómenos y ampliar los límites de lo que conocemos sobre el cosmos.

¿Materia oscura y energía oscura?

La materia oscura y la energía oscura describen fenómenos diferentes. La materia oscura es una forma desconocida de materia cuya presencia se infiere a partir de los efectos gravitacionales que produce. La NASA la define como «el pegamento invisible que mantiene unido al universo” y que “se encuentra a todo nuestro alrededor y constituye la mayor parte de la materia que existe en el universo”. Se estima que constituye el 27% del universo, mientras que la materia ordinaria representa el 5%.

La energía oscura, por otra parte, es el término utilizado para describir un fenómeno todavía desconocido asociado con la aceleración de la expansión del universo. Entre un 68,3%-70% del universo es materia oscura. La Agencia espacial estadounidense es honesta al señalar que, básicamente, sabe muy poco sobre esta forma de energía.

Lo anterior ilustra la importancia del telescopio Roman, cuya investigación enriquecerá nuestra comprensión sobre dos fenómenos de los cuales hasta ahora conocemos muy poco.

Una nueva mirada sobre el cosmos

La principal herramienta de Roman será el Wide Field Instrument, una cámara infrarroja de 300 megapíxeles formada por 18 detectores. La clave está en combinar imágenes de alta resolución con un campo de visión extraordinariamente amplio. Roman tendrá una nitidez comparable a la de Hubble y podrá observar en cada imagen una región del cielo al menos cien veces más amplia.

Ese campo de visión permite registrar simultáneamente regiones del cosmos que otros telescopios tendrían que estudiar mediante una gran cantidad de observaciones separadas.

A partir de esa enorme cantidad de observaciones, Roman podrá ofrecer una visión panorámica de la estructura del universo. Sus datos ayudarán a estudiar la manera en que las galaxias se distribuyen, se agrupan, se forman y evolucionan a lo largo del tiempo. Esa capacidad resulta especialmente importante para estudiar la materia oscura.

La materia oscura no puede ser fotografiada como una estrella ni observada directamente como una galaxia. Su presencia se manifiesta a través de la gravedad.

La luz emitida por galaxias distantes atraviesa regiones del universo con diferentes concentraciones de masa antes de llegar hasta nosotros. La gravedad asociada con esa masa modifica levemente su trayectoria y las imágenes de las galaxias situadas detrás de esas regiones pueden aparecer ligeramente deformadas.

Ese efecto, conocido como lente gravitacional, puede producir deformaciones extremadamente pequeñas. Roman estudiará especialmente los efectos más sutiles de este fenómeno, conocidos como lentes gravitacionales débiles.

Una sola galaxia deformada no alcanza para reconstruir con precisión cómo está distribuida la materia oscura. Al reunir millones de mediciones, los científicos pueden encontrar patrones estadísticos en esas alteraciones y reconstruir la distribución de la masa en grandes regiones del universo. Con estos datos, los científicos podrán elaborar una imagen mucho más detallada de la distribución de la materia oscura.

La expansión acelerada del universo

Las observaciones astronómicas realizadas durante las últimas décadas demostraron que el universo se expande y que esa expansión se acelera. Este fenómeno está ligado a la hipótesis de la existencia de la energía oscura, la cual continúa siendo uno de los grandes interrogantes de la cosmología.

Roman no observará la energía oscura directamente. Buscará medir sus efectos sobre la expansión del universo a lo largo de la historia cósmica. Estudiará enormes poblaciones de galaxias situadas a diferentes distancias y, por lo tanto, pertenecientes a distintas etapas de la historia cósmica. La luz procedente de los objetos más lejanos tardó miles de millones de años en llegar hasta nosotros, por lo que observarlos permite también estudiar el universo en etapas anteriores de su evolución.

Las mediciones de Roman ayudarán a analizar cómo cambió la expansión cósmica a lo largo del tiempo y a seguir la evolución de las grandes estructuras formadas por galaxias.

Los resultados podrían ayudar a determinar con mayor precisión cómo se comporta la energía oscura. También pondrán a prueba las explicaciones utilizadas actualmente para comprender la expansión del universo y la gravedad a escalas cosmológicas.

Un nuevo mapa del cosmos

Roman reunirá el volumen de datos necesario para construir una nueva cartografía del universo. Las imágenes mostrarán cómo aparecen distribuidas las galaxias en el cielo. Las mediciones espectroscópicas ayudarán a calcular a qué distancia se encuentran y reconstruir su ubicación dentro de un espacio tridimensional.

Una imagen permite ubicar la posición aparente de una galaxia en el cielo. Saber también a qué distancia se encuentra permite situarla dentro de la estructura del universo. La combinación de millones de esas mediciones permitirá reconstruir cómo se distribuyen las galaxias a lo largo del espacio y estudiar la manera en que esa distribución cambió durante miles de millones de años.

El resultado será uno de los mapas tridimensionales más amplios y detallados jamás realizados sobre la estructura del cosmos: un nuevo atlas del universo para estudiar la relación entre la distribución de la masa, la formación y evolución de las galaxias y la expansión cósmica.

En este sentido, el programa científico de Roman también abarcará también la búsqueda de planetas situados fuera del Sistema Solar. El telescopio utilizará microlentes gravitacionales para detectar exoplanetas. Las microlentes gravitacionales aparecen cuando una estrella u otro objeto pasa, desde nuestra perspectiva, delante de una fuente de luz mucho más distante. Su gravedad puede amplificar temporalmente la luz que recibimos. Si el objeto que actúa como lente posee un planeta, la gravedad de ese planeta puede producir una alteración adicional en la señal.

Roman podrá detectar este tipo de fenómenos en grandes cantidades. La NASA espera que el telescopio espacial descubra miles de planetas fuera del Sistema Solar y realice uno de los relevamientos más amplios sobre la diversidad de sistemas planetarios de nuestra galaxia.

El observatorio también cuenta con un coronógrafo diseñado para bloquear el intenso brillo de una estrella y hacer visible la tenue luz de los planetas que orbitan a su alrededor. El instrumento pondrá a prueba tecnologías que podrían resultar fundamentales para futuras misiones destinadas a observar directamente otros mundos.

El viaje hacia L2

El lanzamiento del 30 de agosto fue apenas el comienzo de la misión.

Roman se encuentra ahora en viaje hacia las proximidades del segundo punto de Lagrange entre la Tierra y el Sol, conocido como L2 y situado a unos 1,6 millones de kilómetros de nuestro planeta.

Los puntos de Lagrange son regiones del espacio en las que la gravedad de distintos cuerpos crea condiciones favorables para mantener determinadas trayectorias con un consumo reducido de combustible. Desde las proximidades de L2, Roman podrá mantener una posición adecuada para realizar observaciones astronómicas durante largos períodos. Una vez que alcance su región de observación, el telescopio atravesará una etapa de despliegue, calibración y pruebas antes del comienzo pleno de sus operaciones científicas.

La misión científica principal tendrá una duración prevista de cinco años. El observatorio fue diseñado para permitir una extensión de otros cinco años y contará con combustible suficiente para operar durante al menos una década.

A lo largo de su misión, Roman realizará grandes relevamientos del universo y generará un amplio conjunto de datos para estudiar algunos de los principales problemas de la cosmología moderna y ampliar nuestro conocimiento sobre los mundos que existen fuera del Sistema Solar.

Una conquista del conocimiento

Roman es el resultado de décadas de conocimiento acumulado y del trabajo colectivo de científicos, ingenieros y trabajadores especializados. Su lanzamiento expresa el trabajo de generaciones dedicadas a desarrollar nuevas formas de observar el universo y comprender fenómenos que permanecen fuera de nuestra percepción directa.

Ese esfuerzo adquiere una dimensión particular en un momento marcado por el negacionismo y el oscurantismo promovidos por la extrema derecha. Mientras figuras como Javier Milei y Donald Trump atacan a la ciencia y sus instituciones, la investigación científica continúa produciendo nuevos conocimientos sobre el mundo que habitamos y el universo del que formamos parte.

En un presente atravesado por guerras, desigualdad y las miserias que reproduce el capitalismo del siglo XXI, misiones como Roman recuerdan de qué es capaz la humanidad. Décadas de investigación y trabajo colectivo hicieron posible construir un instrumento capaz de mirar millones de galaxias, reconstruir la historia del universo y buscar una solución a algunos de los interrogantes que aún no tienen respuesta.