Космічна обсерваторія SPHEREx розпочала картографування Всесвіту

Після шести тижнів ретельної підготовки, калібрування та перевірок, космічна обсерваторія SPHEREx, запущена NASA 11 березня, розпочала свою повномасштабну наукову місію. Головна мета проєкту — створення повної тривимірної карти космосу з позначенням сотень мільйонів галактик для відповіді на фундаментальні питання про Всесвіт.

Перший травня став початком регулярних наукових спостережень, під час яких апарат щодня робитиме близько 3600 знімків. Ця робота триватиме два роки та надасть нові відомості про походження Всесвіту, галактик та складових життя у Чумацькому Шляху.

«Завдяки наполегливій праці команд NASA, промисловості та академічних установ, які створили цю місію, SPHEREx працює саме так, як ми очікували, і створить безпрецедентні карти всього неба», — зазначив Шон Домагал-Голдман, виконувач обов'язків директора відділу астрофізики у штаб-квартирі NASA у Вашингтоні.

Перебуваючи на навколоземній орбіті, SPHEREx спрямовує свій погляд у темряву космосу, відвернувшись від Землі та Сонця. За 25 місяців запланованих спостережень обсерваторія здійснить понад 11 000 обертів навколо Землі, роблячи приблизно 14,5 обертів на добу. Рухаючись з півночі на південь через полюси, апарат щодня фотографує одну кругову смугу неба. З плином часу та рухом Землі навколо Сонця поле зору SPHEREx зміщується, і за півроку обсерваторія зможе дослідити весь небосхил.

Під час кожного знімку світло потрапляє на шість детекторів, кожен з яких створює унікальне зображення різних довжин хвиль. Такі групи з шести зображень називають експозицією, і SPHEREx робить близько 600 експозицій на день. Після кожної експозиції вся обсерваторія змінює своє положення, причому дзеркала та детектори залишаються нерухомими, на відміну від деяких інших телескопів. Замість двигунів SPHEREx використовує систему маховиків, які обертаються всередині апарата для контролю його орієнтації.

Сотні тисяч знімків SPHEREx будуть цифровим способом об'єднані для створення чотирьох повних карт неба за два роки. Картографування всього неба дозволить отримати нові дані про те, що відбувалося в першу частку секунди після Великого вибуху, коли подія, відома як космічна інфляція, спричинила розширення Всесвіту в трильйон трильйонів разів.

«Ми вивчатимемо те, що відбувалося на найменших масштабах у найраніші моменти існування Всесвіту, досліджуючи сучасний Всесвіт на найбільших масштабах», — пояснив Джим Фенсон, керівник проєкту з Лабораторії реактивного руху NASA в Південній Каліфорнії.

Космічна інфляція тонко вплинула на розподіл матерії у Всесвіті, і підказки про те, як могла відбутися така подія, записані у розташуванні галактик по всьому Всесвіту. Коли почалася космічна інфляція, Всесвіт був меншим за розмір атома, але властивості того раннього Всесвіту розтягнулися і впливають на те, що ми бачимо сьогодні.

Унікальність SPHEREx полягає в тому, що це перша обсерваторія, яка картографуватиме все небо у 102 довжинах хвиль, або кольорах, інфрачервоного світла, невидимого для людського ока. За допомогою спектроскопії телескоп розділяє світло на довжини хвиль, подібно до того, як призма створює веселку із сонячного світла, розкриваючи різноманітну інформацію про космічні об'єкти.

Спектроскопія дозволяє визначити відстань до далеких галактик, перетворюючи двовимірну карту галактик у тривимірну. Ця техніка також дасть змогу виміряти сукупне світіння всіх галактик, що коли-небудь існували, та простежити, як це світіння змінювалося протягом космічного часу.

Місія SPHEREx здійснить понад 9 мільйонів спостережень міжзоряних хмар у Чумацькому Шляху, картографуючи ці матеріали по всій галактиці. Це допоможе науковцям зрозуміти, як різні умови можуть впливати на хімічні процеси, що створили багато сполук, які ми знаходимо на Землі сьогодні. Особливу увагу приділяють пошуку води та інших ключових інгредієнтів життя в нашій галактиці, оскільки вважається, що вода земних океанів походить від замерзлих молекул води, прикріплених до пилу в міжзоряній хмарі, де сформувалося Сонце.

Проєктом керує Лабораторія реактивного руху для підрозділу астрофізики NASA. Телескоп і космічний апарат були збудовані компанією BAE Systems у Боулдері, Колорадо. Науковий аналіз даних SPHEREx проводитиметься командою вчених з 10 установ у США, двох у Південній Кореї та однієї на Тайвані. Набір даних SPHEREx буде загальнодоступним у Науковому архіві інфрачервоного випромінювання NASA-IPAC.