El Telescopio Espacial Nancy Grace Roman: un nuevo horizonte en la cosmología de supernovas

Imagina un Universo en constante expansión, donde galaxias masivas se alejan las unas de las otras a velocidades asombrosas. Este cosmos está compuesto en su mayor parte por la materia oscura, que solo podemos detectar por el efecto que ejerce sobre otros objetos visibles, y la energía oscura, la fuerza impulsora detrás de esta expansión acelerada. Para entender esta expansión y el destino del cosmos, la Astrofísica busca en el firmamento “faros” cósmicos que nos permitan medir las distancias y el tiempo a través del Universo. Entre los faros más brillantes y fiables se encuentran las supernovas de tipo Ia, explosiones estelares que actúan como “candelas estándar” cósmicas, permitiéndonos cartografiar la expansión del Universo con una precisión sin precedentes.

La cartografía hecha desde telescopios espaciales ofrece una visión mucho más clara y completa del Universo ya que estos operan fuera de la atmósfera de la Tierra. Durante décadas, telescopios como el Hubble nos han regalado datos espectaculares sobre el Universo gracias a su resolución, permitiéndonos observar detalles en objetos distantes. Más recientemente, el Telescopio Espacial James Webb ha abierto una nueva ventana al Universo gracias a su notable sensibilidad infrarroja, revelando objetos que permanecen ocultos a los telescopios ópticos que se observan en el espectro visible.

El Telescopio Espacial Nancy Grace Roman, nombrado en honor a la primera jefa de Astronomía de la NASA, llevará la astronomía espacial al siguiente nivel. Este telescopio combina la nitidez del Hubble con un campo de visión excepcionalmente amplio, aproximadamente cien veces mayor. Esto significa que el Roman podrá observar una porción de cielo mucho mayor con la misma precisión que el Hubble, capturando muchísimas más galaxias y supernovas en cada imagen. Esta capacidad es esencial para los estudios estadísticos necesarios para comprender la distribución de la materia oscura y la influencia de la energía oscura en la estructura a gran escala del Universo. Además de su vasto campo de visión, el Roman está equipado con instrumentos de última generación diseñados para detectar la luz infrarroja, una capacidad muy importante para mejorar las observaciones del telescopio por varias razones. En primer lugar, la luz emitida por objetos muy distantes se estira hacia longitudes de onda más largas a medida que el Universo se expande, un fenómeno conocido como “corrimiento al rojo”. La luz que originalmente era visible puede desplazarse hacia el infrarrojo, haciéndola indetectable para los telescopios ópticos. El Roman podrá “ver” estas galaxias y supernovas lejanas, proporcionando una ventana al Universo en sus etapas más tempranas. En segundo lugar, el polvo cósmico, que oscurece la luz visible, es prácticamente transparente a las longitudes de onda infrarrojas, permitiendo al Roman observar objetos que de otro modo estarían ocultos.

¿Cómo beneficiará el Roman a la cosmología^[1] de supernovas? Como hemos dicho, las supernovas de Tipo Ia son “candelas estándar” cósmicas porque su brillo intrínseco es notablemente uniforme. Esto permite a los astrónomos calcular sus distancias con gran precisión: al comparar el brillo aparente de una supernova con su brillo intrínseco conocido, se puede determinar a qué distancia se encuentra. De esta forma se puede medir la velocidad de expansión del Universo con gran precisión, trazar la historia de la expansión cósmica y determinar cómo la energía oscura ha influido en ella. La capacidad del Roman para observar en el infrarrojo le permitirá detectar supernovas muy lejanas, cuya luz ha sido desplazada al rojo, y que explotaron cuando el Universo era mucho más joven.

El estudio de las supernovas con el telescopio Roman no se limita a la investigación de la energía oscura. Estas explosiones estelares también son laboratorios naturales para estudiar la física de alta energía y la evolución estelar. Las observaciones del Roman proporcionarán información sobre los mecanismos que desencadenan las supernovas, los tipos de estrellas que explotan y los elementos químicos que se sintetizan y se dispersan en el espacio durante estas explosiones.

El lanzamiento del Telescopio Espacial Nancy Grace Roman, previsto para los próximos años, marca el inicio de una nueva y emocionante era en la cosmología. Los datos que recopile nos permitirán refinar nuestros modelos cosmológicos, poner a prueba la naturaleza de la materia y la energía oscuras y, quizás, incluso revelar sorpresas que aún no podemos imaginar. Además, el Roman no trabajará solo. Sus observaciones complementarán las de otros telescopios espaciales, como el James Webb, que se centra en estudiar el Universo primitivo con gran detalle, y telescopios terrestres como el Observatorio Vera C. Rubin, que realizará extensos barridos del cielo. Esta combinación proporcionará una imagen mucho más completa y precisa del cosmos.

En los próximos años, estaremos pendientes de los descubrimientos que el Telescopio Espacial Nancy Grace Roman nos revelará. Este "cazador de estrellas" cósmico promete desvelar los secretos del Universo y abrir un nuevo capítulo en la historia de la exploración espacial.

Biografía

Nancy Elías de la Rosa es originaria de Güímar, Tenerife. Licenciada en física por la universidad de La Laguna, se doctoró en Astrofísica en una tesis cotutelada por la universidad de La Laguna y la universidad de Padua, Italia. Su carrera científica prosiguió con estancias en Alemania, Estados Unidos y Barcelona, siempre estudiando explosiones estelares de varios tipos. Ahora trabaja entre el INAF-Observatorio Astronómico de Padua (Italia) y es científico visitante en el Instituto de Ciencias del Espacio en Barcelona.

^[1] La ciencia que estudia el origen, la evolución y la estructura a gran escala del Universo.