NASA:s SPHEREx-uppdrag är att konstruera den "mest färgrika" kosmiska kartan hittills.

 

Bild https://www.jpl.nasa.gov  NASA:s SPHEREx-observatorium genomgår integration och testning vid BAE Systems i Boulder, Colorado, i april 2024. Rymdteleskopet kommer att använda en teknik som kallas spektroskopi över hela himlen och fånga universum i mer än 100 färger. Källa: BAE Systems.

NASA:s SPHEREx-uppdrag kommer inte att vara det första rymdteleskopet (sänds upp senast april 2025) som observerar hundratals miljoner stjärnor och galaxer i 102 färger. Även om dessa färger inte är synliga för det mänskliga ögat eftersom många finns i det infraröda området kommer forskare att använda dem för att lära sig om ämnen som sträcker sig från fysiken som styrde universum mindre än en sekund efter dess tillblivelse till vattnets ursprung på planeter som jorden.

"Det är det första projektet som undersöker hela himlen i så många färger", beskriver Jamie Bock, huvudforskare för SPHEREx, som är baserad vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory och Caltech, båda i södra Kalifornien. "

SPHEREx, som är en förkortning för Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization och Ices Explorer, kommer att samla in infrarött ljus vilket har våglängder som är något längre än vad det mänskliga ögat kan se. Teleskopet kommer att använda en teknik som kallas spektroskopi för att se ljuset från hundratals miljoner stjärnor och galaxer och separera det i enskilda färger, på samma sätt som ett prisma omvandlar solljus till en regnbåge. Denna färguppdelning kan avslöja olika egenskaper hos ett objekt, sammansättning och avstånd från jorden.

Här är de tre viktigaste vetenskapliga undersökningarna som SPHEREx kommer att genomföra.

Det som det mänskliga ögat uppfattar som färger är distinkta våglängder av ljus. Den enda skillnaden mellan färgerna är avståndet mellan ljusvågens toppar. Om en stjärna eller galax rör sig sträcks eller komprimeras dess ljusvågor, vilket ändrar färgerna de verkar avge (Ju längre från oss dess rödare blir det rödförskjutning kallas det. Det är samma sak med ljudvågor, vilket är anledningen till att tonhöjden för en ambulanssiren verkar gå upp när den närmar sig och sjunker efter att den passerat.) Astronomer kan mäta i vilken grad ljuset sträcks eller komprimeras och använda det för att dra slutsatser om avståndet till objektet.

SPHEREx kommer också att mäta det kollektiva sken som skapas av alla galaxer nära oss eller långt bort – med andra ord den totala mängden ljus som galaxer sänt ut under den kosmiska historien. Forskare har försökt uppskatta denna totala ljusproduktion genom att observera enskilda galaxer och extrapolera till de oräkneliga galaxer som finns i universum. Men dessa räkningar kan utelämna vissa svaga eller dolda ljuskällor, till exempel galaxer som är för små eller för avlägsna för att teleskop lätt ska kunna upptäcka.

Med spektroskopi kan SPHEREx också visa astronomer hur den totala ljuseffekten har förändrats över tid.  SPHEREx kommer att mäta mängden fruset vatten, koldioxid och andra viktiga ingredienser för livet som vi känner det längs mer än 9 miljoner ljusår av riktningar i Vintergatan. Denna information kommer att hjälpa forskare att bättre förstå hur tillgängliga dessa nyckelmolekyler är för att bilda planeter. För ytterligare information se här.