NASA-in svemirski teleskop SPHEREx, lansiran u ožujku, dovršio je svoju prvu infracrvenu kartu cijelog neba u 102 različite “boje2, odnosno u 102 infracrvene valne duljine svjetlosti. Iako te valne duljine nisu vidljive ljudskom oku, široko su rasprostranjene u svemiru i omogućuju znanstvenicima da jednim dosljednim pregledom neba prikupe podatke o golemom broju objekata i pojava.
Promatranje cijelog neba u tolikom broju infracrvenih valnih duljina otvara put prema odgovorima na temeljna pitanja, uključujući to kako je dramatičan događaj koji se zbio u prvom, gotovo nezamislivo kratkom djeliću sekunde nakon velikog praska utjecao na trodimenzionalnu raspodjelu stotina milijuna galaksija u svemiru. Podaci SPHEREx-a koristit će se i za proučavanje promjena galaksija tijekom gotovo 14 milijardi godina kozmičke povijesti, kao i za bolje razumijevanje raspodjele ključnih sastavnica života unutar Mliječne staze.
“Zapanjujuće je koliko je informacija SPHEREx prikupio u samo šest mjeseci, informacija koje će biti osobito vrijedne kada se koriste zajedno s podacima naših drugih misija kako bismo bolje razumjeli naš svemir”, rekao je Shawn Domagal-Goldman, direktor Odjela za astrofiziku u sjedištu NASA-e u Washingtonu. “U biti imamo 102 nove karte cijelog neba, svaku u drukčijoj valnoj duljini i svaku s jedinstvenim informacijama o objektima koje promatra. Mislim da će svaki astronom ovdje pronaći nešto vrijedno, jer NASA-ine misije omogućuju svijetu da odgovori na temeljna pitanja o tome kako je svemir započeo i kako se mijenjao sve dok u njemu nije nastao dom za nas.”
SPHEREx kruži oko Zemlje oko 14,5 puta na dan. Kreće se od sjevera prema jugu prelazeći iznad polova, a svakog dana snimi oko 3.600 fotografija duž jednog kružnog pojasa neba. Kako dani prolaze i Zemlja se giba oko Sunca, pomiče se i vidno polje teleskopa, pa je nakon šest mjeseci opservatorij zabilježio svemir u svim smjerovima i obuhvatio cijelo nebo u punih 360 stupnjeva.
Misijom upravlja NASA-in Laboratorij za mlazni pogon (JPL) u južnoj Kaliforniji. Kartiranje neba započelo je u svibnju, a prvi mozaik cijelog neba dovršen je u prosincu. Tijekom dvogodišnje primarne misije SPHEREx će napraviti još tri potpuna pregleda neba, a spajanjem tih karata povećat će se osjetljivost mjerenja. Cijeli skup podataka slobodno je dostupan znanstvenicima i javnosti.
“SPHEREx je astrofizička misija srednje klase koja donosi veliku znanost”, rekao je direktor JPL-a Dave Gallagher. “To je izvanredan primjer kako odvažne ideje pretvaramo u stvarnost i pritom otključavamo golem potencijal za otkrića.”
Teleskop koji cijelo nebo vidi “u spektru”
Svaka od 102 “boje” koju SPHEREx detektira predstavlja jednu infracrvenu valnu duljinu, a svaka valna duljina donosi posebne informacije o galaksijama, zvijezdama, područjima u kojima nastaju planeti i drugim kozmičkim strukturama. Gusti oblaci prašine u našoj galaksiji, u kojima se rađaju zvijezde i planetarni sustavi, mogu u nekim valnim duljinama snažno zračiti, dok u drugima ne emitirju svjetlost i zato su potpuno nevidljivi. Postupak razdvajanja svjetlosti nekog izvora na njegove sastavne valne duljine naziva se spektroskopija.
Nekoliko prijašnjih misija također je mapiralo cijelo nebo, uključujući NASA-in “Wide-field Infrared Survey Explorer”, no nijedna to nije učinila u približno toliko “boja” kao SPHEREx. S druge strane, Svemirski teleskop James Webb može provoditi spektroskopiju u znatno većem broju valnih duljina od SPHEREx-a, ali na vidnom polju koje je tisućama puta manje. Upravo kombinacija velikog broja valnih duljina i iznimno širokog vidnog polja temelj je snage SPHEREx-a.
“Nadmoć SPHEREx-a je u tome što snima cijelo nebo u 102 boje otprilike svakih šest mjeseci. To je nevjerojatna količina informacija prikupljena u kratkom vremenu”, rekla je Beth Fabinsky, voditeljica projekta SPHEREx u JPL-u. “Mislim da nas to čini bogomoljkom među teleskopima, jer imamo izvanredan višebojni sustav detekcije i pritom možemo obuhvatiti vrlo širok pojas okoline.”
Kako bi to postigao, SPHEREx koristi šest detektora, a svaki je uparen s posebno dizajniranim filtrom koji sadrži gradijent od 17 boja. To znači da svaka snimka načinjena tim sustavom u sebi nosi 102 boje, jer je riječ o šest puta 17. Istodobno to znači da je svaka karta cijelog neba koju SPHEREx izradi zapravo skup od 102 karte, svaka u drukčijoj valnoj duljini.
Karta u tri dimenzije i tragovi inflacije
SPHEREx će te valne duljine koristiti za mjerenje udaljenosti do stotina milijuna galaksija. Položaji većine tih galaksija već su zabilježeni u dvije dimenzije drugim opservatorijima, no SPHEREx-ova karta bit će trodimenzionalna. Time se otvara mogućnost mjerenja suptilnih razlika u načinu na koji su galaksije grupirane i raspoređene kroz svemir.
Takva mjerenja trebala bi donijeti uvid u događaj koji se zbio u samom početku svemira, gotovo odmah nakon velikog praska. U tom razdoblju, poznatom kao inflacija, svemir se proširio za bilijun bilijuna puta. Od tada se u svemiru nije dogodilo ništa slično, a znanstvenici nastoje taj proces bolje razumjeti. Pristup misije SPHEREx jedan je od načina da se u tom nastojanju dođe do novih, mjerljivih ograničenja i odgovora.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
