Svemir kakvog poznajemo dobiva novu, dosad neviđenu kartu. Nakon uspješnog lansiranja i pozicioniranja u niskoj Zemljinoj orbiti, najnoviji astrofizički svemirski teleskop agencije NASA, poznat kao SPHEREx, započeo je svoju revolucionarnu misiju mapiranja cjelokupnog neba. Ono što ovu misiju čini posebno značajnom jest činjenica da se podaci gotovo trenutačno dijele sa svijetom. Svakog tjedna, novi set podataka iz svemirskog istraživanja pristiže u javnu arhivu, otvarajući vrata kozmosa znanstvenicima, ali i entuzijastima diljem planeta. Ova praksa transparentnosti omogućuje kolektivno istraživanje najvećih tajni svemira, od njegovih samih početaka do potrage za preduvjetima života.

Puni naziv misije, Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization, and Ices Explorer (Spektrofotometar za povijest svemira, epohu reionizacije i istraživanje leda), precizno opisuje njezine ambiciozne ciljeve. Tijekom svoje dvogodišnje primarne misije, SPHEREx će dva puta godišnje preletjeti i snimiti cijelo nebo, stvarajući tako četiri sveobuhvatne mape nebeskog svoda. Ovi podaci omogućit će znanstvenom timu, ali i globalnoj zajednici, da istraže sve, od fizikalnih zakona koji su upravljali širenjem svemira neposredno nakon Velikog praska, do distribucije zaleđene vode i organskih molekula unutar naše galaksije, Mliječne staze.

Revolucija u 102 infracrvene boje

Iako su prethodne misije, poput NASA-inog proslavljenog teleskopa WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer), također mapirale cijelo nebo, SPHEREx donosi tehnološki skok koji mijenja pravila igre. Dok je WISE promatrao svemir u četiri infracrvena pojasa, SPHEREx to čini u čak 102 različite infracrvene valne duljine. Ova naizgled tehnička razlika temelj je snage nove misije. Gledanje istog nebeskog objekta u 102 "boje" omogućuje znanstvenicima primjenu moćne tehnike poznate kao spektroskopija.

Spektroskopija funkcionira poput kozmičkog otiska prsta. Svaki kemijski element i molekula apsorbira i emitira svjetlost na jedinstvenim, specifičnim valnim duljinama. Analizirajući spektar svjetlosti koji dolazi s udaljene zvijezde, maglice ili galaksije, znanstvenici mogu precizno odrediti njezin kemijski sastav. Sa 102 valne duljine, SPHEREx može identificirati potpise specifičnih molekula s nevjerojatnom preciznošću. Tehnički gledano, teleskop ima promjer zrcala od 20 centimetara i koristi napredne detektore ohlađene na temperaturu ispod 80 Kelvina (-193 °C) kako bi se smanjio vlastiti toplinski šum i omogućilo detektiranje izuzetno slabih signala iz dubokog svemira.

Odjeci Velikog praska i kozmička zora

Jedan od tri primarna znanstvena cilja misije SPHEREx jest zaviriti u najranije trenutke postojanja svemira. Konkretno, misija je dizajnirana za proučavanje kozmičke inflacije – teorijskog, ekstremno brzog širenja svemira koje se dogodilo u prvoj bilijuntinki bilijuntinke sekunde nakon Velikog praska. Iako ne može izravno promatrati taj trenutak, SPHEREx će tražiti njegove posljedice u današnjoj strukturi svemira.

Misija će stvoriti dosad najveću trodimenzionalnu kartu svemira, precizno bilježeći položaje stotina milijuna galaksija. Teorija inflacije predviđa suptilne, ali prepoznatljive statističke uzorke u načinu na koji su te galaksije raspoređene na golemim skalama. Analizom tih uzoraka, odnosno načina na koji se galaksije grupiraju, znanstvenici mogu testirati različite modele inflacije i dobiti uvid u temeljne fizikalne procese koji su oblikovali naš svemir. Drugi dio imena misije, "Epoha reionizacije", odnosi se na razdoblje nekoliko stotina milijuna godina nakon Velikog praska, kada su prve zvijezde i galaksije počele emitirati dovoljno energije da ioniziraju neutralni vodik koji je ispunjavao svemir, čineći ga prozirnim za svjetlost. Mjerenjem ukupnog sjaja svih galaksija kroz kozmičku povijest, SPHEREx će pomoći rasvijetliti i ovu ključnu fazu evolucije.

Potraga za sastojcima života u Mliječnoj stazi

Drugi ključni stup istraživanja misije SPHEREx jest potraga za osnovnim sastojcima potrebnim za život kakav poznajemo. Fokus je na mapiranju distribucije vodenog leda i organskih molekula unutar naše galaksije. Ove molekule, poput ugljikovog dioksida, metanola i ugljikovog monoksida, smrznute su na površini sićušnih zrnaca prašine unutar gustih i hladnih molekularnih oblaka. Upravo su ti oblaci "rodilišta" zvijezda i planeta.

Kada se unutar takvog oblaka formira nova zvijezda, oko nje se stvara disk plina i prašine – takozvani protoplanetarni disk – iz kojeg nastaju planeti. Vjeruje se da su led i organske molekule iz oblaka ključni sastojci tih diskova. Kasnije, tijekom formiranja planetarnog sustava, kometi i asteroidi, koji su zapravo ostaci tog procesa, mogu isporučiti te molekule na površinu mladih planeta, potencijalno donoseći vodu i "građevne blokove života". SPHEREx će stvoriti prvu sveobuhvatnu "kartu leda" Mliječne staze, pokazujući gdje su ti vitalni resursi najzastupljeniji i pomažući znanstvenicima da razumiju kemijske procese koji prethode nastanku planeta.

Otvorena znanost: Podaci dostupni cijelom svijetu

NASA-ina predanost otvorenoj znanosti i transparentnoj razmjeni podataka u potpunosti je ostvarena kroz SPHEREx. Svi podaci koje teleskop prikupi postaju javno dostupni putem NASA/IPAC infracrvenog znanstvenog arhiva (IRSA) unutar samo 60 dana. Ovaj kratki period odgode nužan je kako bi tim misije obradio sirove podatke – uklonio instrumentalne artefakte, ispravio efekte detektora i precizno uskladio slike s astronomskim koordinatama. Uz same podatke, objavljuju se i detaljni opisi procedura obrade, što omogućuje drugim istraživačima potpunu kontrolu i razumijevanje materijala.

Ovakav pristup potiče znanstvenu suradnju na globalnoj razini. "Objavljivanjem podataka omogućujemo cijeloj astronomskoj zajednici da koristi SPHEREx za rad na svim drugim područjima znanosti," izjavila je Rachel Akeson, voditeljica Znanstvenog podatkovnog centra SPHEREx. Tim misije samostalno ne bi mogao istražiti sve što podaci nude; ovako, tisuće znanstvenika mogu iskoristiti ovu riznicu informacija za vlastite, često neočekivane, projekte i otkrića.

Sinergija s drugim svemirskim divovima

Vrijednost misije SPHEREx dodatno se umnožava kada se njezini podaci koriste u kombinaciji s drugim moćnim opservatorijima. Njegova uloga često se opisuje kao "pronalazač meta". Budući da mapira cijelo nebo, SPHEREx je idealan za identifikaciju astronomski najzanimljivijih objekata ili pojava.

Nakon što SPHEREx uoči nešto obećavajuće, teleskopi s puno užim vidnim poljem, ali većom rezolucijom, poput svemirskog teleskopa James Webb (JWST), mogu se usmjeriti na tu metu radi detaljnog proučavanja. Podaci misije također će pomoći u preciznijem određivanju parametara egzoplaneta koje otkriva satelit TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite). Nadalje, u kombinaciji s misijom Europske svemirske agencije Euclid i nadolazećim NASA-inim teleskopom Nancy Grace Roman, SPHEREx-ove sveobuhvatne mape pružit će ključan kontekst za proučavanje tamne tvari i tamne energije, misterioznih sila koje dominiraju svemirom. Upravljanje misijom povjereno je NASA-inom Laboratoriju za mlazni pogon (JPL), dok je svemirsku letjelicu i teleskop izradila tvrtka BAE Systems, uz sudjelovanje međunarodnog znanstvenog tima iz SAD-a, Južne Koreje i Tajvana. Za više informacija o misiji, posjetite službenu stranicu https://nasa.gov/SPHEREx.

Originalni članak objavljen je na NASA Jet Propulsion Laboratory portalu.
Izvor: How NASA’s SPHEREx Mission Will Share Its All-Sky Map With the World
Autor: Lauren Leese | NASA/JPL-Caltech