SPHEREx zakończył pierwszy pełny przegląd nieba w podczerwieni

Teleskop SPHEREx zakończył pierwszy pełny przegląd nieba obserwowanego w podczerwieni. W ten sposób powstał zestaw danych, który ma pomóc naukowcom w odpowiedzi na pytanie o najwcześniejsze etapy istnienia Wszechświata, długoterminową ewolucję galaktyk oraz rozmieszczenie cząsteczek kluczowych dla powstania życia

Obserwatorium SPHEREx regularne obserwacje rozpoczęło w maju ubiegłego roku. Okrąża Ziemię niemal 15 razy na dobę, przemieszczając się od bieguna północnego do południowego. Podczas każdego okrążenia wykonuje około 3,6 tys. obrazów nieba w podczerwieni. Jednocześnie ruch Ziemi wokół Słońca powoduje stopniowe przesuwanie się pola widzenia teleskopu, co pozwala objąć obserwacjami całe sklepienie niebieskie.

W ten sposób powstał zestaw 102 map nieba, z których każda odpowiada innemu zakresowi długości fali. Dla odbiorcy spoza astronomii to wielobarwny atlas kosmosu. Dla badaczy – możliwość porównywania tych samych obiektów w wielu zakresach widma podczerwonego i wyciągania wniosków dotyczących ich odległości, składu chemicznego oraz historii ewolucyjnej.

102 unikalne mapy 

Jednym z głównych celów misji jest badanie inflacji kosmologicznej, czyli bardzo krótkiego okresu niezwykle gwałtownego rozszerzania się Wszechświata tuż po Wielkim Wybuchu. To etap, który w dużej mierze zadecydował o dzisiejszej wielkoskalowej strukturze kosmosu, a którego mechanizmy fizyczne pozostają słabo poznane.

Testowanie konkurencyjnych modeli inflacji wymaga danych obejmujących całe niebo, a nie tylko jego niewielkie fragmenty. SPHEREx dostarcza właśnie takiego materiału obserwacyjnego. Analizując trójwymiarowe rozmieszczenie około miliarda galaktyk, astronomowie mogą sprawdzać, które teorie są zgodne z obserwowaną strukturą materii, a które nie znajdują potwierdzenia w danych.

„W praktyce mamy dziś 102 nowe mapy całego nieba, z których każda zawiera unikalną informację o obserwowanych obiektach” – mówi Shawn Domagal-Goldman, dyrektor Wydziału Astrofizyki w centrali NASA. Jak podkreśla, są to dane przydatne dla bardzo szerokiego grona badaczy.

Ewolucja galaktyk w skali Wszechświata

Zebrane przez SPHEREx dane umożliwiają badanie ewolucji galaktyk na przestrzeni 13,8 mld lat historii Wszechświata. Analiza widm w podczerwieni pozwala określać ich odległości kosmologiczne, tempo powstawania gwiazd oraz zawartość pyłu i gazu.

W tym sensie misja uzupełnia obserwacje prowadzone przez teleskopy takie jak James Webb Space Telescope czy Hubble. Instrumenty te oferują bardzo wysoką rozdzielczość, lecz obejmują jedynie niewielkie obszary nieba. SPHEREx dostarcza szerokiego kontekstu, w którym punktowe obserwacje można osadzać i porównywać w skali całego kosmosu.

Cząsteczki ważne dla życia

Kolejny kluczowy obszar badań dotyczy Drogi Mlecznej i rozmieszczenia w niej cząsteczek uznawanych za istotne dla procesów prowadzących do powstania życia. W najzimniejszych rejonach galaktyki woda, dwutlenek węgla czy metanol są uwięzione w lodowych ziarnach pyłu międzygwiazdowego.

Dotąd astronomowie dysponowali jedynie setkami precyzyjnych pomiarów widm takich związków. SPHEREx ma dostarczyć ich około 8 mln. Pozwoli to stworzyć pierwszy pełny spis obszarów zawierających lodowe cząsteczki organiczne oraz określić warunki fizyczne sprzyjające ich powstawaniu i przetrwaniu.

Dane jako  zaplecze badawcze

Pierwszy pełny przegląd nieba to dopiero początek pracy obserwatorium. W trakcie dwuletniej misji podstawowej SPHEREx wykona jeszcze trzy takie skany. Połączone dane pozwolą stworzyć bardziej jednorodny i dokładny atlas nieba, który zostanie udostępniony społeczności naukowej jako trwałe zaplecze do dalszych badań.

„To przykład misji średniej klasy, która dostarcza nauki o bardzo dużej skali” – podkreśla Dave Gallagher, dyrektor Jet Propulsion Laboratory odpowiedzialnego za realizację projektu. W tym przypadku kluczowa nie jest pojedyncza obserwacja, lecz konsekwentne i systematyczne gromadzenie danych, które będą wykorzystywane przez lata.

Źródła:

NASA Jet Propulsion Laboratory. (2025). NASA’s SPHEREx observatory completes first cosmic map like no other. https://www.jpl.nasa.gov/news/nasas-spherex-observatory-completes-first-cosmic-map-like-no-other/

Lea, R. (2025). NASA’s SPHEREx telescope completes its 1st cosmic map of the entire sky and it’s stunning. Space.com. https://www.space.com/astronomy/galaxies/nasas-spherex-telescope-completes-its-1st-cosmic-map-of-the-entire-sky-and-its-stunning