NASA: Αυτός είναι ο νέος χάρτης του σύμπαντος – Τα 102 χρώματα του ουρανού

Το διαστημικό τηλεσκόπιο SPHEREx της NASA, το οποίο εκτοξεύτηκε τον Μάρτιο, ολοκλήρωσε τον πρώτο του υπέρυθρο χάρτη ολόκληρου του ουρανού σε 102 χρώματα.

Αν και δεν είναι ορατά στο ανθρώπινο μάτι, αυτά τα 102 υπέρυθρα μήκη κύματος φωτός κυριαρχούν στο σύμπαν και η παρατήρηση ολόκληρου του ουρανού με αυτόν τον τρόπο επιτρέπει στους επιστήμονες να απαντήσουν σε μεγάλα ερωτήματα.

Το παρατηρητήριο θα χρησιμοποιήσει αυτά τα χρώματα για να μετρήσει την απόσταση εκατοντάδων εκατομμυρίων γαλαξιών

Μεταξύ αυτών, το πώς ένα δραματικό γεγονός που συνέβη στο πρώτο δισεκατομμυριοστό του τρισεκατομμυριοστού του τρισεκατομμυριοστού του δευτερολέπτου μετά τη Μεγάλη Έκρηξη (Big Bang) επηρέασε την τρισδιάστατη κατανομή εκατοντάδων εκατομμυρίων γαλαξιών στο σύμπαν μας.

Επιπλέον, οι επιστήμονες θα χρησιμοποιήσουν τα δεδομένα για να μελετήσουν πώς έχουν αλλάξει οι γαλαξίες κατά τη διάρκεια της ιστορίας του σύμπαντος, η οποία αγγίζει τα 14 δισεκατομμύρια χρόνια, και να μάθουν για την κατανομή βασικών συστατικών για τη ζωή στον δικό μας γαλαξία.

Βίντεο:

«Είναι απίστευτο πόσο μεγάλο όγκο πληροφοριών έχει συλλέξει το SPHEREx σε μόλις έξι μήνες – πληροφορίες που θα είναι ιδιαίτερα πολύτιμες όταν χρησιμοποιηθούν παράλληλα με τα δεδομένα των άλλων αποστολών μας για την καλύτερη κατανόηση του σύμπαντός μας», δήλωσε ο Shawn Domagal-Goldman, διευθυντής του Τμήματος Αστροφυσικής στα κεντρικά γραφεία της NASA στην Ουάσιγκτον.

«Έχουμε ουσιαστικά 102 νέους χάρτες ολόκληρου του ουρανού, καθένας σε διαφορετικό μήκος κύματος και με μοναδικές πληροφορίες για τα αντικείμενα που βλέπει. Πιστεύω ότι κάθε αστρονόμος θα βρει κάτι πολύτιμο εδώ, καθώς οι αποστολές της NASA επιτρέπουν στον κόσμο να απαντήσει σε θεμελιώδη ερωτήματα σχετικά με το πώς ξεκίνησε το σύμπαν και πώς άλλαξε για να δημιουργήσει τελικά ένα σπίτι για εμάς μέσα σε αυτό».

Εικόνες:

Περιφερόμενο γύρω από τη Γη περίπου 14,5 φορές την ημέρα, το SPHEREx ταξιδεύει από τον βορρά προς τον νότο, περνώντας πάνω από τους πόλους. Κάθε μέρα λαμβάνει περίπου 3.600 εικόνες κατά μήκος μιας κυκλικής λωρίδας του ουρανού, και καθώς οι μέρες περνούν και ο πλανήτης κινείται γύρω από τον Ήλιο, το πεδίο θέασης του SPHEREx μετατοπίζεται επίσης. Μετά από έξι μήνες, το παρατηρητήριο έχει κοιτάξει στο διάστημα προς κάθε κατεύθυνση, καταγράφοντας ολόκληρο τον ουρανό σε 360 μοίρες.

Η αποστολή, την οποία διαχειρίζεται το Jet Propulsion Laboratory (JPL) της NASA στη Νότια Καλιφόρνια, άρχισε να χαρτογραφεί τον ουρανό τον Μάιο και ολοκλήρωσε το πρώτο της μωσαϊκό ολόκληρου του ουρανού τον Δεκέμβριο. Θα ολοκληρώσει τρεις επιπλέον σαρώσεις ολόκληρου του ουρανού κατά τη διάρκεια της διετούς κύριας αποστολής της, και η συγχώνευση αυτών των χαρτών θα αυξήσει την ευαισθησία των μετρήσεων. Ολόκληρο το σύνολο δεδομένων είναι ελεύθερα διαθέσιμο στους επιστήμονες και το κοινό.

Βίντεο:

«Το SPHEREx είναι μια μεσαίου μεγέθους αστροφυσική αποστολή που παράγει μεγάλου μεγέθους επιστήμη», δήλωσε ο διευθυντής του JPL, Dave Gallagher. «Είναι ένα εκπληκτικό παράδειγμα του πώς μετατρέπουμε τολμηρές ιδέες σε πραγματικότητα και, κάνοντάς το αυτό, ξεκλειδώνουμε τεράστιες δυνατότητες για ανακάλυψη».

Τηλεσκόπιο με «υπερδυνάμεις»

Κάθε ένα από τα 102 χρώματα που ανιχνεύει το SPHEREx αντιπροσωπεύει ένα μήκος κύματος υπέρυθρου φωτός, και κάθε μήκος κύματος παρέχει μοναδικές πληροφορίες για τους γαλαξίες, τα αστέρια, τις περιοχές σχηματισμού πλανητών και άλλα κοσμικά χαρακτηριστικά εντός αυτών. Για παράδειγμα, πυκνά σύννεφα σκόνης στον γαλαξία μας, όπου σχηματίζονται αστέρια και πλανήτες, ακτινοβολούν λαμπερά σε ορισμένα μήκη κύματος αλλά δεν εκπέμπουν φως (και επομένως είναι εντελώς αόρατα) σε άλλα. Η διαδικασία διαχωρισμού του φωτός από μια πηγή στα συστατικά μήκη κύματός του ονομάζεται φασματοσκοπία.

Και ενώ μια χούφτα προηγούμενων αποστολών έχει επίσης χαρτογραφήσει ολόκληρο τον ουρανό, όπως ο Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) της NASA, καμία δεν το έχει κάνει σε τόσα πολλά χρώματα όσα το SPHEREx. Αντιθέτως, το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb της NASA μπορεί να κάνει φασματοσκοπία με σημαντικά περισσότερα μήκη κύματος φωτός από το SPHEREx, αλλά με πεδίο θέασης χιλιάδες φορές μικρότερο. Ο συνδυασμός των χρωμάτων και ενός τόσο ευρέος πεδίου θέασης είναι ο λόγος που το SPHEREx είναι τόσο ισχυρό.

«Η υπερδύναμη του SPHEREx είναι ότι καταγράφει ολόκληρο τον ουρανό σε 102 χρώματα περίπου κάθε έξι μήνες. Αυτός είναι ένας εκπληκτικός όγκος πληροφοριών που συγκεντρώνεται σε σύντομο χρονικό διάστημα», δήλωσε η Beth Fabinsky, διευθύντρια έργου του SPHEREx στο JPL. «Νομίζω ότι αυτό μας κάνει τη “γαρίδα mantis” των τηλεσκοπίων, επειδή διαθέτουμε ένα εκπληκτικό πολύχρωμο σύστημα οπτικής ανίχνευσης και μπορούμε επίσης να βλέπουμε μια πολύ ευρεία λωρίδα του περιβάλλοντός μας».

Για να επιτύχει αυτό το κατόρθωμα, το SPHEREx χρησιμοποιεί έξι ανιχνευτές, καθένας εκ των οποίων είναι συνδυασμένος με ένα ειδικά σχεδιασμένο φίλτρο που περιέχει μια διαβάθμιση 17 χρωμάτων. Αυτό σημαίνει ότι κάθε εικόνα που λαμβάνεται με αυτούς τους έξι ανιχνευτές περιέχει 102 χρώματα (έξι επί 17). Σημαίνει επίσης ότι κάθε χάρτης ολόκληρου του ουρανού που παράγει το SPHEREx είναι στην πραγματικότητα 102 χάρτες, καθένας σε διαφορετικό χρώμα.

Το παρατηρητήριο θα χρησιμοποιήσει αυτά τα χρώματα για να μετρήσει την απόσταση εκατοντάδων εκατομμυρίων γαλαξιών. Αν και οι θέσεις των περισσότερων από αυτούς τους γαλαξίες έχουν ήδη χαρτογραφηθεί σε δύο διαστάσεις από άλλα παρατηρητήρια, ο χάρτης του SPHEREx θα είναι τρισδιάστατος, επιτρέποντας στους επιστήμονες να μετρήσουν ανεπαίσθητες διακυμάνσεις στον τρόπο με τον οποίο οι γαλαξίες συγκεντρώνονται και κατανέμονται στο σύμπαν.

Αυτές οι μετρήσεις θα προσφέρουν γνώσεις για ένα γεγονός που έλαβε χώρα στο πρώτο δισεκατομμυριοστό του τρισεκατομμυριοστού του τρισεκατομμυριοστού του δευτερολέπτου μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Εκείνη τη στιγμή, που ονομάζεται πληθωρισμός (inflation), το σύμπαν διαστάλθηκε κατά τρισεκατομμύρια τρισεκατομμυρίων φορές. Τίποτα παρόμοιο δεν έχει συμβεί στο σύμπαν έκτοτε, και οι επιστήμονες θέλουν να το κατανοήσουν καλύτερα. Η προσέγγιση της αποστολής SPHEREx είναι ένας τρόπος να βοηθηθεί αυτή η προσπάθεια.

Περισσότερα για το SPHEREx

Η διαχείριση της αποστολής SPHEREx γίνεται από το JPL για το Τμήμα Αστροφυσικής της NASA εντός της Διεύθυνσης Επιστημονικών Αποστολών στην Ουάσιγκτον.

Το τηλεσκόπιο και το σκάφος κατασκευάστηκαν από την BAE Systems.

Η επιστημονική ανάλυση των δεδομένων του SPHEREx διεξάγεται από μια ομάδα επιστημόνων σε 10 ιδρύματα στις ΗΠΑ, καθώς και στη Νότια Κορέα και την Ταϊβάν.

Η επεξεργασία και αρχειοθέτηση των δεδομένων γίνεται στο IPAC στο Caltech στην Πασαντίνα, το οποίο διαχειρίζεται το JPL για τη NASA.

Ο κύριος ερευνητής της αποστολής εδρεύει στο Caltech με κοινό διορισμό στο JPL. Το σύνολο δεδομένων του SPHEREx είναι διαθέσιμο στο κοινό.