Mapa nieba w podczerwieni. Nowy teleskop odkryje jej sekrety

Misja SPHEREx – kosmiczna panorama wszechświata

SPHEREx, czyli Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization, and Ices Explorer, to misja, której start zaplanowano na 27 lutego 2025 roku. Jej celem jest opracowanie nowej mapy nieba w 102 kolorach podczerwieni. Dzięki temu naukowcy będą mogli zgłębić tajemnice początków Wszechświata, procesów formowania się galaktyk oraz poszukiwać cząsteczek niezbędnych do powstania życia.

Jednym z kluczowych zadań SPHEREx jest badanie inflacji kosmicznej – gwałtownego rozszerzenia Wszechświata, które miało miejsce w ułamku sekundy po Wielkim Wybuchu. Ślady tego zdarzenia są zapisane w rozmieszczeniu materii w kosmosie. Mapując ponad 450 milionów galaktyk, SPHEREx pomoże naukowcom lepiej zrozumieć mechanizmy rządzące tym procesem.

Polecamy: Ciemna energia może nie istnieć. Nowa teoria ekspansji Wszechświata

SPHEREx to inne podejście do tworzenia mapy nieba

Podczas gdy teleskopy takie jak Hubble czy James Webb skupiają się na szczegółowych obrazach pojedynczych obiektów, SPHEREx przyjmuje inne podejście. Zamiast szczegółowych zdjęć pojedynczych galaktyk, będzie rejestrować całkowitą poświatę emitowaną przez wszystkie galaktyki – nawet te zbyt słabe lub odległe, by mogły być wykryte indywidualnie. To umożliwi astronomom oszacowanie całkowitej energii emitowanej przez nie na przestrzeni całej historii kosmosu.

„Zrobienie zdjęcia za pomocą Teleskopu Jamesa Webba jest jak zrobienie portretu osoby. SPHEREx wykonuje zdjęcie w trybie panoramy” – powiedział w rozmowie z Space.com Shawn Domagal-Goldman, pełniący obowiązki dyrektora Wydziału Astrofizyki w centrali NASA.

Poszukiwanie składników życia we wszechświecie

SPHEREx będzie także szukać wody i cząsteczek organicznych w obszarach, gdzie rodzą się nowe gwiazdy oraz w dyskach wokół gwiazd, gdzie mogą formować się planety. To badanie pomoże naukowcom zrozumieć, jak powszechne są te fundamentalne dla życia molekuły w naszej galaktyce.

Co sześć miesięcy teleskop zeskanuje całe niebo, wykorzystując technologie zaadaptowane z satelitów ziemskich i sond międzyplanetarnych. SPHEREx stworzy mapę nieba w 102 różnych pasmach podczerwieni, co znacznie przewyższa możliwości wcześniejszych map całego nieba. Dodatkowo teleskop wskaże cele do bardziej szczegółowych badań dla Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba.

Mapa nieba w podczerwieni

Podczerwień jest niezwykle ważna dla astronomii, ponieważ pozwala zobaczyć to, czego światło widzialne nie jest w stanie przeniknąć. Gęste obłoki pyłu otaczające nowo narodzone gwiazdy, zimne planety daleko od swoich gwiazd, a nawet najstarsze galaktyki z początków Wszechświata – wszystko to emituje promieniowanie podczerwone, które możemy wykryć.

Jednym z najważniejszych powodów, dla których badamy podczerwień, jest możliwość spojrzenia w przeszłość Wszechświata. Ponieważ kosmos się rozszerza, światło z odległych galaktyk ulega rozciągnięciu i przesuwa się w stronę podczerwieni. To podobne do efektu, gdy dźwięk syreny pociągu, który się oddala, staje się coraz niższy. W przypadku światła galaktyk – im dalej się znajdują, tym bardziej ich blask przesuwa się w stronę podczerwieni. SPHEREx pomoże więc odkryć ślady pierwszych galaktyk, które powstały tuż po Wielkim Wybuchu.

Budowa teleskopu – mały, ale potężny

Nowy teleskop NASA nie jest tak okazały jak James Webb, ale ma unikalne możliwości. SPHEREx posiada lustro o średnicy 20 cm, które zbiera światło i kieruje je do sześciu detektorów, podzielonych na dwa układy. Każdy z nich ma rozdzielczość 2048 × 2048 pikseli i jest pokryty liniowym filtrem zmiennym, umożliwiającym uzyskiwanie widm w różnych długościach fal. Dzięki temu teleskop może obserwować niebo w 96 różnych pasmach podczerwieni, dostarczając danych o niespotykanej dotąd dokładności.

Aby działać efektywnie, SPHEREx musi pracować w bardzo niskich temperaturach, co zapewnia zaawansowany system chłodzenia pasywnego. Nie wymaga on energii elektrycznej ani dodatkowego chłodziwa – teleskop jest chroniony przez trzy stożkowe osłony, umieszczone jedna w drugiej. Blokują one światło i ciepło pochodzące ze Słońca oraz innych źródeł.

Misja SPHEREx to nie tylko krok naprzód w technologii i nauce, ale także próba odpowiedzi na fundamentalne pytania ludzkości. Poszukiwanie początków Wszechświata i składników życia to odwieczne zagadnienia, które definiują nasze miejsce w kosmosie. SPHEREx pomoże odkryć ślady naszej kosmicznej przeszłości, prowadząc nas ku głębszemu zrozumieniu tajemnic istnienia.

Dzięki misji SPHEREx stoimy u progu przełomowych odkryć, które mogą na nowo zdefiniować nasze postrzeganie Wszechświata i naszego w nim miejsca. 

Polecamy: Upływ czasu to iluzja. Tak sugeruje fizyka kwantowa