El telescopio espacial SPHEREx de la NASA comienza a capturar todo el cielo

Fuente SPHEREx/NASA

Tras semanas de preparación, el observatorio espacial ha comenzado su misión científica, tomando unas 3600 imágenes únicas al día para crear un mapa del cosmos sin igual.

Lanzado el 11 de marzo, el observatorio espacial SPHEREx de la NASA ha dedicado las últimas seis semanas a realizar comprobaciones, calibraciones y otras actividades para garantizar su correcto funcionamiento. Ahora está cartografiando todo el cielo —no solo una gran parte— para trazar la posición de cientos de millones de galaxias en 3D y responder a importantes preguntas sobre el universo. El 1 de mayo, la nave espacial inició sus operaciones científicas regulares, que consisten en tomar unas 3600 imágenes al día durante los próximos dos años para proporcionar nuevos conocimientos sobre el origen del universo, las galaxias y los ingredientes de la vida en la Vía Láctea.

“Gracias al arduo trabajo de los equipos de la NASA, la industria y el mundo académico que desarrollaron esta misión, SPHEREx está funcionando tal como esperábamos y producirá mapas del cielo completo como nunca antes”, declaró Shawn Domagal-Goldman, director interino de la División de Astrofísica de la sede de la NASA en Washington. “Este nuevo observatorio se suma a la serie de misiones de sondeo astrofísico espaciales previas al lanzamiento del Telescopio Espacial Nancy Grace Roman de la NASA. Junto con estas otras misiones, SPHEREx desempeñará un papel clave para responder a las grandes preguntas sobre el universo que abordamos a diario en la NASA”.

Desde su posición en la órbita terrestre, SPHEREx observa la oscuridad, apuntando en dirección contraria al planeta y al Sol. El observatorio completará más de 11 000 órbitas a lo largo de sus 25 meses de operaciones de sondeo planificadas, dando unas 14½ vueltas a la Tierra al día. Orbita la Tierra de norte a sur, pasando por los polos, y cada día toma imágenes a lo largo de una franja circular del cielo. A medida que pasan los días y el planeta se mueve alrededor del Sol, el campo de visión de SPHEREx también cambia, de modo que después de seis meses, el observatorio habrá mirado al espacio en todas las direcciones.

Cuando SPHEREx toma una fotografía del cielo, la luz se envía a seis detectores, cada uno de los cuales produce una imagen única que captura diferentes longitudes de onda de luz. Estos grupos de seis imágenes se denominan exposición, y SPHEREx realiza unas 600 exposiciones al día. Al finalizar una exposición, todo el observatorio cambia de posición: los espejos y detectores no se mueven como en otros telescopios. En lugar de utilizar propulsores, SPHEREx se basa en un sistema de ruedas de reacción que giran dentro de la nave espacial para controlar su orientación.

Cientos de miles de imágenes de SPHEREx se combinarán digitalmente para crear cuatro mapas de todo el cielo en dos años. Al mapear todo el cielo, la misión proporcionará nuevos conocimientos sobre lo que ocurrió en la primera fracción de segundo después del Big Bang. En ese breve instante, un evento llamado inflación cósmica provocó que el universo se expandiera un billón de billones de veces.

“Estudiaremos lo que ocurrió en las escalas más pequeñas en los inicios del universo, observando el universo moderno en las escalas más grandes”, dijo Jim Fanson, director de proyecto de la misión en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California. “Creo que hay un arco poético en eso”.

La inflación cósmica influyó sutilmente en la distribución de la materia en el universo, y las pistas sobre cómo pudo ocurrir tal evento están escritas en la posición de las galaxias a lo largo del universo. Cuando comenzó la inflación cósmica, el universo era más pequeño que el tamaño de un átomo, pero las propiedades de ese universo primitivo se expandieron e influyen en lo que vemos hoy. Ningún otro evento o proceso conocido implica la cantidad de energía que se habría requerido para impulsar la inflación cósmica, por lo que estudiarla presenta una oportunidad única para comprender más profundamente cómo funciona nuestro universo.

“Algunos de nosotros hemos estado trabajando para lograr este objetivo durante 12 años”, dijo Jamie Bock, investigador principal de la misión en Caltech y el JPL. El rendimiento del instrumento es tan bueno como esperábamos. Esto significa que podremos realizar toda la asombrosa ciencia que planeamos y quizás incluso realizar algunos descubrimientos inesperados.

Campo de color

El observatorio SPHEREx no será el primero en mapear todo el cielo, pero sí será el primero en hacerlo en tantos colores. Observa 102 longitudes de onda, o colores, de luz infrarroja, indetectables para el ojo humano. Mediante una técnica llamada espectroscopía, el telescopio separa la luz en longitudes de onda —de forma similar a como un prisma crea un arcoíris a partir de la luz solar—, revelando todo tipo de información sobre las fuentes cósmicas.

Por ejemplo, la espectroscopía puede utilizarse para determinar la distancia a una galaxia lejana, información que permite convertir un mapa 2D de esas galaxias en uno 3D. Esta técnica también permitirá a la misión medir el brillo colectivo de todas las galaxias que han existido y ver cómo ha cambiado a lo largo del tiempo cósmico.

Y la espectroscopía puede revelar la composición de los objetos. Gracias a esta capacidad, la misión busca agua y otros componentes clave para la vida en estos sistemas de nuestra galaxia. Se cree que el agua de los océanos terrestres se originó como moléculas de agua congelada adheridas al polvo de la nube interestelar donde se formó el Sol.

La misión SPHEREx realizará más de 9 millones de observaciones de nubes interestelares en la Vía Láctea, cartografiando estos materiales en toda la galaxia y ayudando a los científicos a comprender cómo las diferentes condiciones pueden afectar la química que produjo muchos de los compuestos que se encuentran actualmente en la Tierra.