Observatoř SPHEREx NASA dokončila svůj první kosmický mapu, která nemá obdoby. Teleskop SPHEREx, vypuštěný v březnu, dokončil svůj první infračervený mapu celého nebe ve 102 barvách.
Ačkoli nejsou viditelné lidským okem, těchto 102 infračervených vlnových délek světla dominují vesmíru a sledování celého nebe tímto způsobem umožňuje vědcům odpovědět na zásadní otázky.
Observatoř využije tyto barvy k měření vzdálenosti stovek milionů galaxií. Mezi nimi se nachází to, jak dramatická událost, která se odehrála v prvním miliardtinu biliontinu sekundy po Velkém třesku, ovlivnila trojrozměrné rozložení stovek milionů galaxií v našem vesmíru.
Dále vědci použijí data k prozkoumání toho, jak se galaxie změnily během historie vesmíru, která sahá téměř 14 miliard let, a k poznání rozložení základních složek života v naší galaxii.
„Je úžasné, kolik informací SPHEREx shromáždil za pouhých šest měsíců – informace, které budou obzvláště cenné, když budou použity ve spojení s daty z našich dalších misí pro lepší pochopení našeho vesmíru,“ uvedl Shawn Domagal-Goldman, ředitel oddělení astrofyziky na centrále NASA ve Washingtonu.
„Ve skutečnosti máme 102 nových map celého nebe, každou v jiném vlnovém délce a s jedinečnými informacemi o objektech, které zkoumá. Věřím, že každý astronom zde najde něco cenného, protože mise NASA umožňují světu odpovědět na základní otázky týkající se toho, jak vesmír začal a jak se nakonec změnil, aby vytvořil domov pro nás uvnitř něj.“
Jak SPHEREx funguje
Orbitující kolem Země přibližně 14,5krát denně, SPHEREx cestuje od severu k jihu a přechází přes póly. Každý den pořizuje přibližně 3 600 snímků podél cyklického pruhu nebe a jak dny ubíhají a planeta obíhá kolem Slunce, zorné pole SPHEREx se také posouvá. Po šesti měsících observatoř pohlédla do vesmíru všech směrech a zaznamenala celé nebe o 360 stupňích.
Mise je řízena Jet Propulsion Laboratory (JPL) NASA v Kalifornii, která začala mapovat oblohu v květnu a dokončila svůj první mozaikový obraz celého nebe v prosinci. Během dvouletého hlavního poslání dokončí tři další skenování celého nebe, a sloučení těchto map zvýší citlivost měření. Celý soubor dat je volně k dispozici vědcům i veřejnosti.
Technologie a inovace
„SPHEREx je středně velká astrofyzikální mise, která produkuje velký objem vědy,“ řekl ředitel JPL, Dave Gallagher. „Je to úžasný příklad toho, jak proměňujeme odvážné nápady ve skutečnost, a tímto způsobem odemykáme obrovské možnosti pro objevování.“
Každá z 102 barev, které SPHEREx detekuje, představuje vlnovou délku infračerveného světla a každá vlnová délka poskytuje jedinečné informace o galaxiích, hvězdách, oblastech vzniku planet a dalších kosmických charakteristikách v jejich rámci. Například husté prachové mraky v naší galaxii, kde se rodí hvězdy a planety, vyzařují jasně v určitých vlnových délkách, ale nevydávají světlo (a proto jsou zcela neviditelné) v jiných.
Proces rozkladu světla od zdroje na jeho složkové vlnové délky se nazývá spektroskopie.
SPHEREx v porovnání s jinými misemi
Zatímco několik předchozích misí také mapovalo celé nebe, například Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) od NASA, žádná z nich to neudělala ve tolik barvách jako SPHEREx. Naopak, vesmírný teleskop James Webb NASA může provádět spektroskopii s výrazně více vlnovými délkami světla než SPHEREx, ale s polem pohledu tisíckrát menším. Kombinace barev a tak širokého zorného pole je důvodem, proč je SPHEREx tak mocný.
„Super síla SPHEREx spočívá v tom, že zachycuje celé nebe ve 102 barvách přibližně každých šest měsíců. Je to ohromný objem informací shromážděný za krátkou dobu,“ uvedla Beth Fabinsky, ředitelka projektu SPHEREx na JPL. „Myslím, že nás dělá „mantis garnátem“ teleskopů, protože máme úžasný barevný systém optického detekce a zároveň můžeme vidět široký pruh našeho okolí.“
Budoucnost SPHEREx
Aby dosáhl tohoto úkolu, SPHEREx využívá šest detektorů, z nichž každý je spojen s speciálně navrženým filtrem, který obsahuje 17 barev. To znamená, že každý snímek pořízený těmito šesti detektory obsahuje 102 barev (šestkrát 17). Znamená to také, že každá mapa celého nebe, kterou SPHEREx produkuje, je ve skutečnosti 102 map, každá v jiné barvě.
Observatoř využije tyto barvy k měření vzdálenosti stovek milionů galaxií. Ačkoli byly polohy většiny z těchto galaxií již mapovány ve dvou rozměrech z jiných observatoří, mapa SPHEREx bude trojrozměrná, což umožní vědcům měřit jemné variace v tom, jak se galaxie shlukují a rozkládají v vesmíru.
Tato měření přinesou poznatky o události, která se odehrála v prvním miliardtinu biliontinu biliontinu sekundy po Velkém třesku. V tuto chvíli, nazývané inflace, se vesmír rozšířil triliony trilionů krát. Od té doby se nic podobného ve vesmíru nestalo a vědci chtějí lépe porozumět tomu, co se stalo. Přístup mise SPHEREx je jedním z prostředků, jak v této snaze pomoci.
Další informace o SPHEREx
Řízení mise SPHEREx se provádí JPL pro oddělení astrofyziky NASA v rámci Ředitelství vědeckých misí v Washingtonu. Teleskop a loď byly vyrobeny společností BAE Systems. Vědecká analýza dat SPHEREx se provádí týmem vědců z deseti institucí ve Spojených státech, stejně jako v Jižní Koreji a na Tchaj-wanu. Zpracování a archivace dat probíhá v IPAC na Caltech v Pasadeně, které je řízeno JPL pro NASA. Hlavní výzkumník mise sídlí na Caltech s kombinovaným jmenováním v JPL. Soubor dat SPHEREx je k dispozici veřejnosti.
