Observatorio SPHEREx de la NASA completa su primer mapa cósmico, como ningún otro

Fuente SPHEREx

Lanzado en marzo, el telescopio espacial SPHEREx de la NASA ha completado su primer mapa infrarrojo de todo el cielo en 102 colores. Aunque no son visibles para el ojo humano, estas 102 longitudes de onda infrarrojas de luz son prevalentes en el cosmos, y observar el cielo completo de esta manera permite a los científicos responder a grandes preguntas, incluyendo cómo un dramático evento ocurrido en la primera billonésima de billonésima de billonésima de segundo después del Big Bang influyó en la distribución tridimensional de cientos de millones de galaxias en nuestro universo. Además, los científicos utilizarán los datos para estudiar cómo han cambiado las galaxias a lo largo de los casi 14 mil millones de años de historia del universo y comprender la distribución de los componentes clave para la vida en nuestra galaxia.

Video01-Esta vista panorámica del primer mapa del cielo completo de SPHEREx simula cómo se ve el cielo desde el telescopio. Transiciona entre observaciones de colores emitidos por gas de hidrógeno caliente (azul) y polvo cósmico (rojo), y aquellos emitidos principalmente por estrellas. Crédito: NASA/JPL-Caltech

“Es increíble la cantidad de información que SPHEREx ha recopilado en tan solo seis meses; información que será especialmente valiosa al utilizarse junto con los datos de otras misiones para comprender mejor nuestro universo”, declaró Shawn Domagal-Goldman, director de la División de Astrofísica de la NASA en Washington. “En esencia, contamos con 102 nuevos mapas de todo el cielo, cada uno en una longitud de onda diferente y con información única sobre los objetos que observa. Creo que todos los astrónomos encontrarán algo valioso aquí, ya que las misiones de la NASA permiten al mundo responder preguntas fundamentales sobre cómo se originó el universo y cómo cambió para finalmente crear un hogar para nosotros”.

Al orbitar la Tierra unas 14½ veces al día, SPHEREx (siglas en inglés de Espectrofotómetro para la Historia del Universo, Época de Reionización y Explorador de Hielos) viaja de norte a sur, pasando por los polos. Cada día toma unas 3600 imágenes a lo largo de una franja circular del cielo, y a medida que pasan los días y el planeta gira alrededor del Sol, el campo de visión de SPHEREx también cambia. Tras seis meses, el observatorio ha observado el espacio en todas direcciones, capturando el cielo completo en 360 grados.

Gestionada por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California, la misión comenzó a cartografiar el cielo en mayo y completó su primer mosaico de todo el cielo en diciembre. Completará tres escaneos adicionales de todo el cielo durante su misión principal de dos años, y la fusión de estos mapas aumentará la precisión de las mediciones. El conjunto completo de datos está disponible gratuitamente para científicos y el público.

“SPHEREx es una misión astrofísica de tamaño mediano que ofrece ciencia a gran escala”, declaró Dave Gallagher, director del JPL. “Es un ejemplo fenomenal de cómo convertimos ideas audaces en realidad y, al hacerlo, liberamos un enorme potencial de descubrimiento”.

Telescopio superpotente

Cada uno de los 102 colores detectados por SPHEREx representa una longitud de onda de luz infrarroja, y cada longitud de onda proporciona información única sobre las galaxias, estrellas, regiones de formación planetaria y otras características cósmicas que albergan. Por ejemplo, las densas nubes de polvo de nuestra galaxia, donde se forman estrellas y planetas, irradian intensamente en ciertas longitudes de onda, pero no emiten luz (y, por lo tanto, son totalmente invisibles) en otras. El proceso de separar la luz de una fuente en las longitudes de onda que la componen se denomina espectroscopia.

Y aunque varias misiones anteriores también han cartografiado todo el cielo, como el Wide-field Infrared Survey Explorer de la NASA, ninguna lo ha hecho con tantos colores como SPHEREx. En cambio, el Telescopio Espacial James Webb de la NASA puede realizar espectroscopia con longitudes de onda de luz significativamente mayores que SPHEREx, pero con un campo de visión miles de veces menor. La combinación de colores y un campo de visión tan amplio son la razón por la que SPHEREx es tan potente.

“La gran ventaja de SPHEREx es que captura todo el cielo en 102 colores aproximadamente cada seis meses. Es una cantidad asombrosa de información para recopilar en tan poco tiempo”, afirmó Beth Fabinsky, directora del proyecto SPHEREx en el JPL. “Creo que esto nos convierte en el telescopio más grande del mundo, ya que contamos con un asombroso sistema de detección visual multicolor y, además, podemos ver una amplia franja de nuestro entorno”.

Para lograr esta hazaña, SPHEREx utiliza seis detectores, cada uno con un filtro especialmente diseñado que contiene un gradiente de 17 colores. Esto significa que cada imagen tomada con estos seis detectores contiene 102 colores (seis veces 17). También significa que cada mapa de todo el cielo que SPHEREx produce son en realidad 102 mapas, cada uno en un color diferente.

El observatorio utilizará esos colores para medir la distancia a cientos de millones de galaxias. Aunque las posiciones de la mayoría de esas galaxias ya han sido mapeadas en dos dimensiones por otros observatorios, el mapa de SPHEREx será en 3D, lo que permitirá a los científicos medir variaciones sutiles en la forma en que las galaxias se agrupan y distribuyen a través del universo.

Estas mediciones ofrecerán información sobre un evento que tuvo lugar en la primera billonésima de billonésima de billonésima de segundo tras el Big Bang. En este momento, llamado inflación, el universo se expandió un billón de billones de veces. Nada parecido ha ocurrido en el universo desde entonces, y los científicos desean comprenderlo mejor. El enfoque de la misión SPHEREx es una forma de contribuir a este esfuerzo.