ناسا آسمان را به رنگ‌های جدیدی نقشه‌برداری خواهد کرد

این مأموریت که SPHEREx نام دارد، قصد دارد هر پیکسل را تجزیه و تحلیل کند تا ببیند چه چیزی در آنجا وجود دارد، از چه چیزی ساخته شده و چقدر از ما فاصله دارد تا به برخی از عمیق‌ترین سؤالاتی که تاکنون پرسیده شده پاسخ دهد.

این فضاپیما قرار است در روز جمعه ۱۰ اسفند پرتاب شود و پس از آن طی دو سال آینده، چهار بار آسمان را اسکن خواهد کرد. در پایان این مأموریت، هر نقطه در آسمان در یک رنگین‌کمان مادون قرمز از ۱۰۲ رنگ ثبت خواهد شد که بسیار بیشتر از هر نقشه آسمان دیگری است.

اولیویه دور، فیزیکدان نجومی در آزمایشگاه جت پیشرانه ناسا و دانشمند پروژه SPHEREx می‌گوید: “ما به همه چیز در آسمان نگاه خواهیم کرد و طیف‌سنجی هر پیکسل را خواهیم گرفت، مهم نیست که در آنجا چه چیزی باشد – دنباله‌دارهای منظومه شمسی، سیاره‌ها، ستارگان، کهکشان‌ها.” “ما انتظار داریم که مجموعه داده‌های ما دانش گسترده‌تری از کیهان به دست بیاورد: هرچه شیء محبوب شما در آسمان باشد، ما طیف آن را اندازه‌گیری خواهیم کرد.”

SPHEREx یک مخفف کلاسیک و پیچیده است که به معنای “طیف‌سنج فوتومتر برای تاریخچه کیهان، دوره بازگشایی و کاوشگر یخ‌ها” است که یک مأموریت با سه هدف اصلی را به تصویر می‌کشد. اولین هدف مطالعه آنچه است که کیهان در کسری از ثانیه پس از انفجار بزرگ (بیگ بنگ) به نظر می‌رسید.

هدف دوم شمارش تمام نوری است که تاکنون از همه کهکشان‌ها منتشر شده است. و هدف سوم ارزیابی آب و دیگر اجزای حیاتی برای زندگی در کهکشان راه شیری است. این اهداف بلندپروازانه (امیدواریم) با جمع‌آوری داده‌هایی در مورد طیف نوری که از سراسر کیهان به رصدخانه SPHEREx می‌رسد، امکان‌پذیر خواهد شد. با تجزیه و تحلیل چگونگی کشیده یا فشرده شدن طول‌موج‌ها، پژوهشگران می‌توانند فاصله منبع را تعیین کرده و تشخیص دهند که آیا منبع به سمت ما حرکت می‌کند یا از ما دور می‌شود.

نتیجه نهایی یک نقشه سه‌بعدی غول‌پیکر خواهد بود که شامل مکان‌های نسبی حدود ۴۵۰ میلیون کهکشان است. این نقشه می‌تواند برای آزمایش مدل‌های تورم کیهانی استفاده شود – دوره کوتاهی پس از انفجار بزرگ، زمانی که کیهان در کسری از ثانیه به اندازه‌های بی‌شمار افزایش یافت. توزیع کهکشان‌ها در وب کیهانی احتمالاً در دوره تورمی تنظیم شده است، بنابراین SPHEREx چگالی کهکشان‌ها را در سراسر کیهان اندازه‌گیری خواهد کرد. اگر این چگالی در همه جا تقریباً یکسان باشد، ممکن است یک مدل تورم ساده داشته باشیم، شاید با درگیر بودن ذره‌ای فرضی به نام اینفلاتون. اما اگر توزیع به هم خورده باشد، احتمالاً چندین میدان و ذره ناشناخته در کار خواهند بود.

دانشمندان همچنین می‌توانند از نقشه سه‌بعدی SPHEREx برای انجام کاری که به نظر غیرممکن می‌رسد استفاده کنند: محاسبه تمام نوری که تاکنون از کهکشان‌ها در طول تاریخ کیهان منتشر شده است. داده‌ها می‌توانند نشان دهند که نور چه مسافتی را طی کرده است، از کجا آمده، کی منتشر شده و چگونه خروجی نور کل در طول تاریخ کیهان تغییر کرده است. نزدیک‌تر به خانه، داده‌های SPHEREx می‌توانند به روشن کردن احتمال وجود زندگی در جای دیگر در کهکشان ما کمک کنند، از طریق جستجوی امضاهای یخ آب و ترکیبات دیگر که در ابرهای مولکولی تشکیل ستاره‌ها قفل شده‌اند.

هر عنصر و ترکیب دارای اثر انگشت طیفی خاص خود است که بر اساس چگونگی جذب و ساطع شدن طول‌موج‌های مختلف نور توسط اتم‌های آن است. دانشمندان می‌توانند از این ویژگی برای شناسایی مواد موجود در یک ابر مولکولی با تجزیه و تحلیل نوری که از میان ذرات آن عبور می‌کند، استفاده کنند.

SPHEREx بیش از ۹ میلیون مشاهدات از این ابرها انجام خواهد داد و در هر بار دید خود داده‌ها را به‌صورت سه‌بعدی جمع‌آوری می‌کند تا یخ آب، دی‌اکسید کربن، مونواکسید کربن و دیگر مواد ضروری برای زندگی را شناسایی کند. اگر این مواد در مقادیر زیاد در این ابرها حضور داشته باشند، احتمال اینکه به سیارات متولد شده در آنجا نفوذ کنند و فرصت‌های بهتری برای وجود زندگی ایجاد کنند، بیشتر است. هرچه پیدا کند، SPHEREx گنجینه‌ای از داده‌ها برای دانشمندان خواهد بود که تا سال‌ها پس از آن قابل استفاده خواهد بود. این اطلاعات می‌تواند به‌ویژه زمانی که با سایر رصدخانه‌ها، مانند JWST، که میدان دید عمیق‌تری اما باریک‌تری دارد، ترکیب شود، مفید باشد. گری ملنیک، ستاره‌شناس تیم علمی SPHEREx می‌گوید: “اگر SPHEREx مکانی خاص را کشف کند، وب می‌تواند آن هدف را با قدرت تفکیک طیفی بالاتر و در طول‌موج‌هایی که SPHEREx قادر به شناسایی آنها نیست، مطالعه کند.” “این دو تلسکوپ می‌توانند یک شراکت بسیار مؤثر ایجاد کنند.”