SPHEREx: Nowe obserwatorium NASA rozszerza granice kosmicznych badań

NASA planuje na 27 lutego 2025 roku wystrzelenie nowego obserwatorium kosmicznego o nazwie SPHEREx (Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization and Ices Explorer). Misja ta ma na celu stworzenie najbardziej szczegółowej mapy nieba w podczerwieni, obejmującej 102 różne kolory. Dzięki temu naukowcy będą mogli uzyskać nowe informacje na temat ewolucji kosmosu oraz poszukiwać kluczowych składników życia w naszej galaktyce.

SPHEREx zostanie wyniesiony na orbitę za pomocą rakiety Falcon 9 z bazy Vandenberg Space Force w Kalifornii. Po umieszczeniu na orbicie polarnej, obserwatorium rozpocznie skanowanie całego nieba, tworząc trójwymiarową mapę zawierającą setki milionów gwiazd i galaktyk. Każdy punkt na mapie będzie przedstawiony w 102 kolorach, co odpowiada różnym długościom fal światła podczerwonego.  

Jednym z głównych celów misji jest zbadanie zjawiska inflacji kosmicznej, czyli gwałtownego rozszerzenia wszechświata, które miało miejsce ułamek sekundy po Wielkim Wybuchu. Poprzez analizę rozmieszczenia setek milionów galaktyk, SPHEREx pomoże naukowcom lepiej zrozumieć mechanizmy stojące za tym procesem oraz fizykę, która go napędzała.

Kolejnym istotnym zadaniem SPHEREx jest pomiar całkowitej poświaty emitowanej przez galaktyki, zarówno te bliskie, jak i bardzo odległe. Tradycyjne teleskopy skupiają się na obserwacji pojedynczych obiektów, podczas gdy SPHEREx zmierzy zbiorcze światło pochodzące od wszystkich galaktyk, w tym tych zbyt małych, rozproszonych lub odległych, by mogły być łatwo dostrzeżone przez inne instrumenty. Takie podejście dostarczy pełniejszego obrazu głównych źródeł światła we wszechświecie.

W naszej własnej galaktyce, Drodze Mlecznej, SPHEREx będzie poszukiwał podstawowych składników niezbędnych do powstania życia, takich jak woda i dwutlenek węgla. Obserwatorium zlokalizuje i określi obfitość tych związków w obłokach gazu i pyłu międzygwiazdowego, gdzie formują się nowe gwiazdy i planety. Dzięki temu naukowcy uzyskają lepsze zrozumienie dostępności tych kluczowych molekuł w procesie powstawania planet.

SPHEREx różni się od innych teleskopów kosmicznych, takich jak Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST). Podczas gdy JWST, wyposażony w 6,5-metrowe zwierciadło, koncentruje się na szczegółowych obserwacjach wybranych obiektów i niewielkich obszarów nieba, SPHEREx, z 20-centymetrowym zwierciadłem, został zaprojektowany do szybkiego skanowania i mapowania całego nieba. W ciągu sześciu miesięcy SPHEREx będzie w stanie przeskanować całe niebo, co stanowi znaczące osiągnięcie w porównaniu do teleskopu Hubble’a, który w ciągu 30 lat zaobserwował zaledwie około 0,1% nieba.

Dzięki swojej unikalnej zdolności do tworzenia map całego nieba w wielu pasmach podczerwieni, SPHEREx uzupełni obserwacje prowadzone przez inne teleskopy, dostarczając szerokiego kontekstu dla bardziej szczegółowych badań. Obiekty zidentyfikowane przez SPHEREx mogą być następnie badane dokładniej za pomocą instrumentów takich jak JWST, co pozwoli na lepsze zrozumienie procesów zachodzących we wszechświecie.

Misja SPHEREx jest zarządzana przez Jet Propulsion Laboratory (JPL) NASA dla Wydziału Astrofizyki w Dyrekcji Misji Naukowych NASA. Główny badacz misji jest związany z California Institute of Technology (Caltech) w Pasadenie. Statek kosmiczny dostarcza firma BAE Systems, a Koreański Instytut Astronomii i Nauki o Kosmosie (KASI) przyczynił się do misji, dostarczając nie-lotną komorę testową kriogeniczną.

SPHEREx, dzięki swoim zaawansowanym możliwościom mapowania nieba w podczerwieni, ma potencjał dostarczenia przełomowych odkryć w dziedzinie astrofizyki. Oczekuje się, że misja ta przyczyni się do lepszego zrozumienia początków wszechświata, procesów formowania się galaktyk oraz dostępności kluczowych składników życia w naszej galaktyce.