Il telescopio spaziale SPHEREx (Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization and Ices Explorer) della NASA, il cui lancio è previsto entro aprile 2025, non sarà il primo a osservare centinaia di milioni di stelle e galassie, ma sarà il primo a farlo in 102 colori diversi.
Il telescopio, dalla sua orbita intorno alla Terra, sarà in grado di rilevare una gamma infrarossa di ben 102 colori diversi. Seppur invisibili all’occhio umano, permetteranno agli scienziati di esplorare aspetti che fanno dalla fisica dell’Universo primordiale fino all’origine dell’acqua su pianeti simili alla Terra.
Si tratta della prima missione della storia dell’Umanità a osservare il cosmo su un range così ampio di lunghezze d’onda. E ogni volta che si osserva il cielo in modo completamente nuovo, ci si possono solo aspettare nuove sorprese.
SPHEREx: un telescopio unico nel suo genere
SPHEREx ha una forma caratteristica che lo fa assomigliare a un megafono, per i suoi scudi a forma di cono che lo circonderanno per proteggerlo dalla luce e dal calore del Sole e della Terra.
Utilizzando la spettroscopia, SPHEREx separerà la luce proveniente da stelle e galassie in singoli colori, come un prisma che scompone la luce solare in un arcobaleno. Questa suddivisione cromatica permette di determinare varie caratteristiche degli oggetti, come la loro composizione e la distanza dalla Terra.
Ogni sei mesi, SPHEREx esaminerà l’intero cielo utilizzando tecnologie adattate dai satelliti terrestri e dai veicoli spaziali interplanetari. In particolare, osserverà centinaia di milioni di galassie vicine e lontane, alcune così lontane che la loro luce ha impiegato 10 miliardi di anni per raggiungere la Terra.
Molti telescopi spaziali, come Hubble e James Webb, offrono spettroscopia ad alta risoluzione su singoli oggetti o sezioni dello spazio, mentre altri, come il Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE), sono stati progettati per fotografare l’intero cielo. SPHEREx unirà queste capacità, applicando la spettroscopia all’intero cielo.
Combinando le osservazioni di telescopi che si concentrano su specifiche parti del cielo con la visione d’insieme di SPHEREx, gli scienziati otterranno una prospettiva più completa – e più ricca di colori – dell’Universo.
Gli obbiettivi scientifici di una mappa a 102 colori
Di seguito, i principali obiettivi scientifici della missione SPHEREx con la sua mappa completa e colorata del cielo.
1. Sondare le origini del cosmo.
Noi percepiamo i colori come diverse lunghezze d’onda della luce, e la loro unica differenza risiede nella distanza tra le creste delle onde luminose. Se una stella o galassia si muove, le onde di luce si stirano o comprimono, modificando i colori percepiti.
SPHEREx applicherà questo principio per mappare la posizione di centinaia di milioni di galassie in 3D. Ciò consentirà agli scienziati di indagare la fisica dell’inflazione cosmica, l’evento che avrebbe causato l’espansione dell’Universo in modo rapidissimo subito dopo il Big Bang.
2. Indagare sulle origini delle prime galassie.
SPHEREx misurerà anche il bagliore totale prodotto dalle galassie vicine e lontane, ovvero la luce complessiva emessa nel corso della storia cosmica.
Studi precedenti hanno cercato di stimare questa luce osservando singole galassie e proiettando i dati su quelle non visibili. Grazie alla spettroscopia, SPHEREx permetterà di scoprire come l’emissione luminosa totale sia cambiata nel tempo, evidenziando potenzialmente che le prime generazioni di galassie producevano più luce di quanto finora ipotizzato.
3. Comprendere l’origine dell’acqua.
SPHEREx rileverà la presenza di ghiaccio d’acqua, anidride carbonica e altri elementi essenziali per la vita lungo oltre 9 milioni di direzioni uniche nella Via Lattea. Questo consentirà agli scienziati di comprendere meglio la disponibilità di queste molecole nella formazione dei pianeti.
È noto infatti che la maggior parte dell’acqua nella galassia esiste sotto forma di ghiaccio su minuscoli granelli di polvere, che nelle nubi dense dove nascono le stelle possono integrarsi nei pianeti appena formati, creando potenzialmente oceani simili a quelli della Terra.
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