La NASA a déclaré que le projet de télescope spatial "Nancy Grace Roman" devrait découvrir environ 100 000 exoplanètes supplémentaires sur la base existante, réécrivant ainsi la compréhension de l'humanité sur la répartition et l'évolution des planètes dans la Voie lactée. À l'heure actuelle, avec l'aide de la NASA et d'autres projets d'observation, les humains ont confirmé la présence de près de 6 300 exoplanètes, et le télescope « romain » effectuera des études du ciel à grande échelle dans des zones de la Voie lactée rarement couvertes auparavant, élargissant considérablement cette « liste de planètes interstellaires ».

L'équipe de recherche scientifique a souligné que la plupart des découvertes d'exoplanètes dans le passé ont été concentrées près des étoiles dans le « voisinage local » de la Voie Lactée, à quelques milliers d'années-lumière de la Terre, et que « Roman » visera plus loin, en se concentrant sur l'observation de la « région de renflement central » dense au centre de la Voie Lactée et s'étendant jusqu'au bord extérieur de la face cachée du disque de la Voie Lactée. Elisa Quintana, chercheuse au Goddard Space Flight Center de la NASA et responsable des préparatifs pour les observations de transit d'exoplanètes de la mission romaine, a déclaré : « Il existe divers environnements au sein de la Voie lactée, mais seule notre petite zone a été systématiquement explorée. » "Roman" sera le premier à comparer systématiquement la formation et la répartition des planètes dans différents environnements à une échelle couvrant plusieurs "niches galactiques".

Selon le plan de la mission, "Roman" continuera à rechercher des indices sur les planètes en surveillant en permanence les changements de luminosité de millions d'étoiles. Certaines observations sont basées sur la « méthode du transit » : lorsqu'une planète passe devant son étoile mère, cela provoque une diminution très faible et temporaire de la luminosité de l'étoile ; une autre partie repose sur l'effet de « microlentille gravitationnelle » : la gravité de l'étoile de premier plan et de sa planète amplifiera temporairement la lumière de l'étoile d'arrière-plan la plus éloignée, la faisant paraître plus brillante. Les deux méthodes ont des sensibilités différentes selon les types de planètes et se complèteront : la méthode de transit est particulièrement efficace pour découvrir des planètes en orbite proche avec de grandes tailles, des températures élevées et des périodes courtes, tandis que la technologie des microlentilles est plus adaptée pour trouver des cibles avec des orbites plus éloignées et des structures plus proches des systèmes planétaires du système solaire, et peut détecter des corps célestes aussi petits que des planètes semblables à la Terre ou même plus petites.

L'équipe de la mission estime que « Roman » devrait découvrir environ 100 000 planètes grâce à la seule méthode de transit ; tandis que les observations par microlentille devraient permettre de découvrir plus d'un millier de nouveaux mondes supplémentaires, y compris des planètes situées dans la zone habitable de l'étoile ou au-delà. Ces mondes avec des températures plus basses, loin de leur étoile mère, sont presque difficiles à détecter par d'autres méthodes, ils constituent donc toujours l'un des types de planètes les plus « vierges » en dehors du système solaire. En effectuant simultanément des relevés de transit et de microlentilles, "Roman" devrait dresser un tableau global de la formation et de l'évolution des planètes à l'échelle galactique, y compris des zones qui pourraient être similaires à l'environnement à l'origine du système solaire.

La communauté scientifique s'accorde généralement sur le fait que les différences d'environnements chimiques dans les différentes régions de la Voie lactée peuvent avoir un impact profond sur la formation des planètes. La recherche montre que les étoiles situées dans le disque externe de la Voie lactée contiennent généralement moins d'éléments lourds, tandis que les étoiles situées dans le renflement central de la Voie lactée sont souvent plus anciennes et riches en éléments « stellaires » tels que le silicium, l'oxygène et le magnésium. Les astronomes appellent les éléments autres que l'hydrogène et l'hélium des « éléments lourds ». Ces éléments sont synthétisés génération après génération à l’intérieur des étoiles et libérés dans l’espace interstellaire par le biais de processus tels que les explosions de supernova, enrichissant progressivement les étoiles et les systèmes planétaires ultérieurs. Des études ont confirmé que plus la teneur en éléments lourds d'une étoile est élevée, plus la probabilité d'apparition de planètes autour d'elle est grande, en particulier les planètes géantes sont plus courantes. Par conséquent, si "Roman" peut comparer systématiquement la relation entre la composition chimique des étoiles et l'abondance des planètes dans différentes régions de la Voie Lactée, cela aidera à répondre à une question clé : si les systèmes planétaires similaires au système solaire sont courants dans la Voie Lactée ou sont relativement rares.

À en juger par la structure de la Voie lactée, le Soleil se trouve actuellement à environ 27 000 années-lumière du centre de la Galaxie, au milieu de l'extérieur d'un bras spiral. Les scientifiques pensent que le système solaire aurait pu être plus proche du centre de la Voie lactée qu'il ne l'est aujourd'hui, à environ 10 000 années-lumière, puis avoir progressivement migré vers l'extérieur vers sa position orbitale actuelle au cours du long processus d'évolution. Un élément de preuve important de cette trajectoire de migration provient de la composition chimique du Soleil : son abondance en éléments lourds est plus proche de celle des étoiles du disque interne que de celle des étoiles du disque externe, plus appauvries. En observant un plus grand échantillon d'étoiles et de systèmes planétaires, "Roman" fournira davantage de bases statistiques pour des hypothèses similaires de "migration orbitale".

En plus de découvrir des planètes, Roman devrait fournir des données étendues sans précédent dans l'étude des atmosphères planétaires et de la « météo extraterrestre ». Les chercheurs s'attendent à ce que le télescope n'effectue pas d'analyse spectroscopique approfondie de l'atmosphère de planètes individuelles comme le télescope spatial James Webb, mais qu'il cartographiera plutôt une "base de données sur l'atmosphère et le climat" sur plusieurs types de planètes en comptant les changements de rayonnement infrarouge et de luminosité de milliers de planètes en transit. Ses capacités d'observation infrarouge sont particulièrement sensibles aux « Jupiters chauds » : ces planètes sont de taille similaire à Jupiter et ont un diamètre environ 11 fois supérieur à celui de la Terre. Cependant, leurs orbites sont extrêmement proches, leurs périodes ne sont que de quelques jours et leurs températures de surface sont extrêmement élevées, elles émettent donc un rayonnement important dans la bande infrarouge. Lorsqu'un Jupiter chaud occulte ou passe derrière une étoile, la luminosité totale du système subira un transit principal et un changement de lumière "transit secondaire" plus petit. En analysant la profondeur du transit secondaire et les changements de luminosité de la planète à différentes positions de son orbite, les scientifiques peuvent déduire des informations telles que la différence de température entre les côtés jour et nuit de la planète et le décalage de la zone la plus chaude par rapport à l'axe central de la planète, déduisant ainsi ses caractéristiques de circulation atmosphérique et de transport de chaleur.

En termes de traitement des données, l'équipe « Roman » a démarré en amont les observations simulées et l'entraînement aux algorithmes. Les chercheurs construisent des données synthétiques, intègrent des signaux planétaires simulés et utilisent des méthodes telles que l’apprentissage automatique pour entraîner des programmes de dépistage automatisés afin de distinguer les signaux réels des faux positifs lors des événements de transit et de microlentilles. Ces préparatifs préliminaires visent à garantir qu'une fois le télescope mis en service scientifique, des recherches planétaires et des analyses statistiques fiables pourront être effectuées rapidement lorsque l'afflux massif de données commencera. Il est à noter que toutes les données collectées par « Roman » seront ouvertes sur le monde, et que les astronomes professionnels et les passionnés d'astronomie publique pourront participer à la découverte et à la recherche de nouvelles planètes.

Les scientifiques de la NASA s'attendent généralement à ce que l'influence de « Roman » dans le domaine des exoplanètes soit comparable, voire supérieure, à celle du télescope spatial « Kepler » il y a plus de dix ans. À cette époque, "Kepler", grâce à une surveillance à long terme et de haute précision d'environ 100 000 étoiles, a prouvé statistiquement pour la première fois que "les planètes sont plus communes que les étoiles", changeant complètement la compréhension de l'humanité de la répartition globale des planètes dans la Voie Lactée. Le plan d'étude « romain » du domaine temporel du renflement galactique permettra d'observer environ 100 millions d'étoiles, couvrant un grand nombre de zones qui ont rarement été systématiquement étudiées auparavant, et devrait former un ensemble de données de base à grand échantillon, établissant une référence pour l'étude des exoplanètes et de l'évolution galactique au cours des prochaines décennies. Comme l'a déclaré Jorge Martínez-Palomera, un astronome Goddard de la NASA qui a participé aux préparatifs de la mission, cette étude du ciel "remodèlera une fois de plus notre compréhension des autres mondes et de la place de l'humanité dans l'univers".