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I contributi di NASA Ames alla missione Roman
Gianine Figliozzi
25 agosto 2026 — Articolo
Il Nancy Grace Roman Space Telescope è un osservatorio della NASA progettato per rispondere a domande fondamentali sull’energia oscura, sugli esopianeti e sull’astrofisica infrarossa.
NASA
Con il lancio previsto per domenica 30 agosto, il Nancy Grace Roman Space Telescope della NASA permetterà agli astronomi di esplorare vaste regioni del cosmo e di rispondere a domande fondamentali sull’energia oscura, sulla materia oscura, sui pianeti al di fuori del nostro sistema solare e sulla formazione e la crescita delle galassie nel corso della storia cosmica. I contributi fondamentali alla missione Roman forniti dai ricercatori dell’Ames Research Center della NASA, nella Silicon Valley californiana, faranno progredire la ricerca scientifica di Roman grazie alle strutture, alle competenze e alle innovazioni del centro.
Strumenti per prevedere e rimuovere i bagliori
La fotocamera principale di Roman, il Wide Field Instrument, catturerà immagini ad alta risoluzione e di ampie porzioni dell’universo nella luce ottica e nel vicino infrarosso. Queste immagini senza precedenti permetteranno agli astronomi di decifrare alcuni dei più profondi misteri del cosmo.
Le forme di bagliore raccolte dalla fotocamera di Roman riducono la qualità delle immagini e, di conseguenza, la capacità degli astronomi di caratterizzare determinate strutture cosmiche. Un software innovativo sviluppato da un gruppo di NASA Ames, in collaborazione con ricercatori del Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland, e di IPAC/Caltech a Pasadena, in California, migliorerà le immagini di Roman e ottimizzerà i piani di osservazione. Chiamato ROSALIA (Roman Sky Analyst for Low Surface Brightness Imaging and Astronomy, analista del cielo di Roman per l’imaging e l’astronomia a bassa luminosità superficiale), il software prevede e rimuove la luce indesiderata dalle immagini astronomiche catturate dal Wide Field Instrument di Roman.
La luce parassita contaminante si produce quando i fotoni si diffondono all’interno del sistema ottico del telescopio. I riflessi luminosi che ne risultano possono creare artefatti ingannevoli nelle immagini, che imitano l’aspetto di pianeti o nebulose reali. Il software ROSALIA permetterà agli astronomi di modificare i piani di osservazione per limitare i riflessi che contaminano gli obiettivi scientifici nelle immagini di Roman.
Oltre ai riflessi luminosi, la luce parassita può presentarsi anche come un fondo diffuso. Questa forma di luce parassita interferisce con le osservazioni delle regioni più buie dell’universo, fondamentali per comprendere come si siano formate le grandi strutture cosmiche.
Un’altra importante fonte di luce di fondo che ostacola le osservazioni è prodotta dalla natura stessa: la luce zodiacale. L’emissione zodiacale ha origine dalla diffusione della luce solare da parte delle particelle di polvere interplanetaria presenti nel nostro sistema solare. Il software ROSALIA prevede e rimuove dalle immagini le contaminazioni di fondo, comprese la luce zodiacale e quella parassita, facendo emergere le deboli emissioni diffuse ai margini delle galassie, dove sono celate le storie dell’evoluzione cosmica.
PRIMA E DOPO L’ELABORAZIONE
Vista simulata dal Wide Field Instrument di Roman
Immagine simulata non elaborata, come verrebbe catturata dal Wide Field Instrument del Roman Space Telescope, che mostra due galassie interagenti.
NASA
Immagine simulata, come verrebbe catturata dal Wide Field Instrument del Roman Space Telescope e poi elaborata utilizzando gli strumenti NASA di Roman Sky Analyst for Low Surface Brightness Imaging and Astronomy (ROSALIA) per rimuovere i bagliori; mostra due galassie interagenti.
NASA
Dettagli dell’immagine
A sinistra: immagine simulata non elaborata, come verrebbe catturata dal Wide Field Instrument del Roman Space Telescope, che mostra due galassie interagenti. A destra: immagine simulata della stessa visuale dopo un’elaborazione graduale, eseguita utilizzando gli strumenti NASA di Roman Sky Analyst for Low Surface Brightness Imaging and Astronomy (ROSALIA), per rimuovere quattro tipi di bagliore: luce zodiacale, fondo termico, luce parassita ed emissione stellare. Il risultato consiste in immagini più nitide e meno disturbate, nelle quali le galassie possono essere rilevate in maggiore dettaglio. Crediti immagine: NASA/Borlaff, Sanchez-Alarcon, Nickerson, Marcum e team ROSALIA/STScI/FIRE/DREAM
Nuova tecnologia «multi-star» per osservare gli esopianeti
Il Roman Coronagraph Instrument è uno dei due strumenti a bordo di Roman. Dimostrerà le tecnologie più avanzate mai portate nello spazio per ottenere immagini dirette di pianeti in orbita attorno ad altre stelle. Il coronografo di Roman utilizza una serie di maschere e specchi, tra cui due specchi deformabili, per sopprimere la luce stellare. Controllando con precisione la forma degli specchi deformabili, crea una «zona scura» attorno alla stella, nella quale gli osservatori possono vedere la debole luce riflessa dai pianeti in orbita.
La modalità operativa di riferimento del Roman Coronagraph Instrument consente di osservare esopianeti soltanto in sistemi con una singola stella, poiché gli attuali strumenti coronografici in genere non sono in grado di sopprimere la luce stellare contaminante aggiuntiva nei sistemi con più stelle, come i sistemi stellari binari.
Il nostro sistema solare ha una sola stella, il Sole. Tuttavia, circa la metà delle stelle simili al Sole appartiene a sistemi con più stelle. La possibilità di ottenere immagini dirette di esopianeti in sistemi multi-stellari aumenterà la probabilità di individuare forme di vita al di fuori del nostro sistema solare e amplierà le conoscenze su come gli esopianeti si formano ed evolvono, poiché questi processi si svolgono in modo molto diverso nei sistemi con una singola stella rispetto a quelli con più stelle. Eliminare i bagliori sovrapposti di più stelle è la principale difficoltà da superare per ottenere immagini dei pianeti in questi sistemi.
I ricercatori di NASA Ames stanno affrontando questa sfida con una tecnologia innovativa chiamata Multi-Star Wavefront Control (MSWC, controllo del fronte d’onda multi-stellare). Questa tecnologia comprende maschere personalizzate per bloccare la luce e il relativo software, progettati per sopprimere la luce proveniente da più stelle e rivelare gli esopianeti nascosti. Grazie alla collaborazione con il Jet Propulsion Laboratory della NASA nella California meridionale, le maschere MSWC sono incluse nello strumento di volo del Roman Coronagraph come funzionalità aggiuntiva rispetto alle modalità di osservazione di riferimento di Roman. Potrebbero essere utilizzate qualora al team del coronografo venisse concesso ulteriore tempo di osservazione dopo il completamento della fase primaria di dimostrazione tecnologica.
Il sistema stellare più vicino al nostro sistema solare, Alpha Centauri, è uno dei sistemi con più stelle più vicini alla Terra, a soli quattro anni luce di distanza. Questo sistema triplo contiene una coppia di stelle simili al Sole — Alpha Centauri AB — attorno alla quale orbita una stella molto più piccola e meno luminosa, Proxima Centauri. Sebbene non siano stati confermati esopianeti attorno alle stelle simili al Sole di questo sistema, il James Webb Space Telescope della NASA ha individuato un candidato pianeta nella zona abitabile di Alpha Centauri A. I ricercatori, compreso il team MSWC di Ames, stanno lavorando allo sviluppo delle capacità necessarie per osservare questo sistema.
NASA Ames fornisce inoltre guida e supporto al gruppo di lavoro sull’hardware nell’ambito del Roman Coronagraph Participation Program. Questo programma consente a gruppi internazionali di ricercatori di rendere disponibili ulteriori capacità del Roman Coronagraph oltre alle sue modalità di riferimento; tra queste rientrano le modalità multi-stellari sviluppate presso NASA Ames, che utilizzano maschere diverse da quelle di riferimento oppure nuovi algoritmi per il controllo e il rilevamento del fronte d’onda.
Vista ravvicinata di quattro delle maschere ottiche del Roman Coronagraph. La maschera in basso a destra, a forma di fiore con sei petali, è progettata per sopprimere la luce proveniente da più stelle e rivelare gli esopianeti nascosti.
NASA JPL/Chris Gunn
Supercalcolo avanzato
Gli esperti dell’Advanced Supercomputing Division di NASA Ames stanno facendo progredire la ricerca scientifica di Roman mettendo a disposizione la loro vasta esperienza nelle pipeline di dati e nelle operazioni di missione, per fornire consulenza e orientamento al progetto Roman durante le principali fasi di sviluppo della missione. Ciò garantisce prestazioni affidabili dei sistemi e delle operazioni a terra, affinché l’elaborazione dei dati scientifici sia efficiente e la qualità e l’integrità dei prodotti scientifici risultanti siano elevate.
I ricercatori del NASA Advanced Supercomputing hanno collaborato con il team MSWC di Ames allo sviluppo di strumenti di calcolo ad alte prestazioni per le simulazioni del controllo del fronte d’onda multi-stellare e alla realizzazione di studi per valutare la fattibilità della tecnica MSWC.
Per saperne di più sulla missione del Nancy Grace Roman Space Telescope:
Per i media:
Risorse per i media su Roman: https://science.nasa.gov/mission/roman-space-telescope/roman-media-resources/
I giornalisti interessati a seguire questo argomento possono contattare la redazione di NASA Ames.
Avviso: molte affermazioni si basano su simulazioni e dimostrazioni tecnologiche preliminari; l’efficacia su dati reali della missione non è ancora confermata.
Questo articolo è basato su una pubblicazione scientifica. Il contenuto è stato elaborato con il supporto dell’intelligenza artificiale e sottoposto a controlli automatici di qualità prima della pubblicazione.
Fonte originale: nasa.gov
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