NASA SPHEREx任务:绘制4.5亿个星系的宇宙全景图
NASA SPHEREx任务:绘制4.5亿个星系的宇宙全景图
美国宇航局(NASA)即将发射一项名为SPHEREx的空间望远镜任务,这将是人类探索宇宙起源和演化的又一重大科学项目。SPHEREx全称为“宇宙历史、再电离时代和冰探测光谱照相仪”(Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization and Ices Explorer),计划于2025年2月27日从加利福尼亚州范登堡空军基地发射升空。
探索宇宙起源的奥秘
SPHEREx的主要科学目标之一是研究宇宙起源。根据大爆炸理论,宇宙在诞生后的极短时间内经历了一个被称为“暴胀”的阶段。在大爆炸后不到一秒钟的时间内,宇宙的体积增加了万亿倍。这一过程对宇宙的后续演化产生了深远影响,其效应至今仍体现在宇宙大尺度结构中。
SPHEREx将通过绘制超过4.5亿个星系的分布图来研究这一神秘的暴胀过程。这些星系中,有些距离地球超过100亿光年。通过分析这些星系的分布,科学家们希望能够更深入地理解暴胀背后的物理机制。
测量宇宙的总光输出
SPHEREx将采用一种创新的方法来测量宇宙中所有星系的总光输出。传统上,科学家们通过观测单个星系并进行外推来估算宇宙的总光度。而SPHEREx将直接测量所有星系的总光度,包括那些过于微弱、弥散或遥远而难以被其他望远镜观测到的星系。
这种方法将为科学家提供一个更完整的宇宙光源图景。通过结合SPHEREx的总体测量数据和其他望远镜对单个星系的观测结果,研究人员将能够更准确地了解宇宙中主要的光度来源。
寻找生命的关键要素
除了研究宇宙起源和星系演化,SPHEREx还将致力于寻找生命的关键要素。该望远镜将在银河系中探测水、二氧化碳等对生命至关重要的分子。这些分子通常以冰的形式存在于星际气体和尘埃中,是新恒星和行星形成过程中的重要组成部分。
SPHEREx将对银河系中的分子云进行调查,测量这些冰分子的位置和丰度。这些数据将帮助科学家更好地理解这些生命关键分子在新行星形成过程中的可用性,为寻找地外生命提供重要线索。
创新的观测技术
为了实现这些科学目标,SPHEREx配备了先进的观测设备。它将使用96个不同波段的红外滤光片对整个天空进行成像,这比以往的全天地图具有更高的光谱分辨率。这种宽波段的观测能力使SPHEREx能够探测到其他望远镜难以观测到的微弱天体。
此外,SPHEREx的观测数据还将为其他望远镜提供重要参考。例如,它可以帮助确定詹姆斯·韦伯空间望远镜等更强大望远镜的观测目标,实现不同望远镜之间的协同观测。
展望未来
SPHEREx任务预计将持续两年,期间将完成两次全天观测。其观测数据将为天文学家提供前所未有的宇宙全景视图,帮助我们更好地理解宇宙的起源、演化以及生命关键要素的分布。
通过SPHEREx的观测,科学家们有望在宇宙学、星系形成和生命起源等领域取得重要突破。这项任务不仅将扩展我们对宇宙的认知,还可能为未来的深空探索任务提供重要线索。