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A forma di megafono, la prossima missione mapperà l’intero cielo in luce infrarossa per rispondere a grandi domande sull’universo.
Con il lancio previsto non prima di giovedì 27 febbraio dalla Vandenberg Space Force Base in California, l’osservatorio spaziale SPHEREx della NASA fornirà agli astronomi una visione d’insieme del cosmo come mai prima d’ora.
Abbreviazione di Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization e Ices Explorer, SPHEREx mapperà l’intero cielo celeste in 102 colori infrarossi, illuminando le origini del nostro universo, le galassie al suo interno e gli ingredienti chiave della vita nella nostra galassia. Ecco sei cose da sapere sulla missione.
1. Il telescopio spaziale SPHEREx farà luce su un fenomeno cosmico chiamato inflazione
Nel primo miliardesimo di trilionesimo di trilionesimo di secondo dopo il big bang, l’universo è aumentato di dimensioni di un trilione di trilioni di volte.
Questo evento quasi istantaneo ha avuto luogo quasi 14 miliardi di anni fa e i suoi effetti possono essere trovati oggi nella distribuzione su larga scala della materia nell’universo.
Mappando la distribuzione di oltre 450 milioni di galassie, SPHEREx aiuterà gli scienziati a migliorare la nostra comprensione della fisica dietro questo evento cosmico estremo.
2. L’osservatorio misurerà il bagliore collettivo delle galassie vicine e lontane
Gli scienziati hanno cercato di stimare l’emissione totale di luce da tutte le galassie nel corso della storia cosmica osservando le singole galassie ed estrapolando ai trilioni di galassie nell’universo.
Il telescopio spaziale SPHEREx adotterà un approccio diverso e misurerà il bagliore totale di tutte le galassie, comprese le galassie troppo piccole, troppo diffuse o troppo distanti per essere facilmente rilevate da altri telescopi.
Combinando la misurazione di questo bagliore complessivo con gli studi di altri telescopi sulle singole galassie, gli scienziati avranno un quadro più completo di tutte le principali fonti di luce nell’universo.
3. La missione cercherà nella galassia della Via Lattea gli elementi costitutivi essenziali della vita
La vita come la conosciamo non esisterebbe senza ingredienti di base come l’acqua e l’anidride carbonica. L’osservatorio SPHEREx è progettato per trovare queste molecole congelate nelle nubi interstellari di gas e polvere, dove si formano stelle e pianeti.
La missione individuerà la posizione e l’abbondanza di questi composti ghiacciati nella nostra galassia, dando ai ricercatori un migliore senso della loro disponibilità nelle materie prime per i pianeti di nuova formazione.
Le nubi molecolari come questa, chiamata Rho Ophiuchi, sono insiemi di gas freddo e polvere nello spazio dove possono formarsi stelle e pianeti. SPHEREx esaminerà tali regioni in tutta la galassia della Via Lattea per misurare l’abbondanza di ghiaccio d’acqua e altre molecole congelate.
4. Aggiunge punti di forza unici alla flotta di telescopi spaziali della NASA
I telescopi spaziali come Hubble e Webb della NASA hanno ingrandito molti angoli dell’universo per mostrarci pianeti, stelle e galassie in alta risoluzione.
Ma alcune domande, come quanta luce emettono collettivamente tutte le galassie dell’universo? – si può rispondere solo guardando al quadro generale. A tal fine, l’osservatorio SPHEREx fornirà mappe che abbracciano l’intero cielo.
Gli oggetti di interesse scientifico identificati da SPHEREx possono quindi essere studiati in modo più dettagliato da telescopi mirati come Hubble e Webb.
5. L’osservatorio SPHEREx creerà la mappa di tutto il cielo più colorata di sempre
L’osservatorio SPHEREx “vede” la luce infrarossa. Non rilevabile dall’occhio umano, questa gamma di lunghezze d’onda è ideale per studiare stelle e galassie.
Utilizzando una tecnica chiamata spettroscopia, il telescopio può dividere la luce nei suoi colori componenti (singole lunghezze d’onda), come un prisma crea un arcobaleno dalla luce solare, al fine di misurare la distanza dagli oggetti cosmici e conoscere la loro composizione.
Con la mappa spettroscopica di SPHEREx in mano, gli scienziati saranno in grado di rilevare prove di composti chimici, come il ghiaccio d’acqua, nella nostra galassia.
Non solo misureranno la quantità totale di luce emessa dalle galassie nel nostro universo, ma discerneranno anche quanto fosse luminoso quel bagliore totale in diversi punti della storia cosmica.
E tracceranno le posizioni 3D di centinaia di milioni di galassie per studiare come l’inflazione ha influenzato la struttura su larga scala dell’universo di oggi.
6. Il design a forma di cono del veicolo spaziale lo aiuta a rimanere freddo e a vedere oggetti deboli
Il telescopio a infrarossi e i rivelatori della missione devono funzionare a circa meno 350 gradi Fahrenheit (circa meno 210 gradi Celsius). Questo è in parte per impedire loro di generare il proprio bagliore infrarosso, che potrebbe sopraffare la debole luce proveniente dalle fonti cosmiche. Per mantenere le cose fredde e allo stesso tempo semplificare la progettazione e le esigenze operative del veicolo spaziale, SPHEREx si basa su un sistema di raffreddamento completamente passivo: non vengono utilizzati elettricità o refrigeranti durante le normali operazioni. La chiave per rendere possibile questa impresa sono tre scudi fotonici a forma di cono che proteggono il telescopio dal calore della Terra e del Sole, nonché una struttura a specchio sotto gli scudi per dirigere il calore dallo strumento nello spazio. Questi scudi fotonici conferiscono al veicolo spaziale il suo contorno distintivo.
