Миссия НАСА SPHEREx проведет исследование галактики Млечный Путь в поисках водяного льда и других ключевых ингредиентов для жизни. В поисках этих замороженных соединений миссия сосредоточится на молекулярных облаках — скоплениях газа и пыли в космосе, подобных тому, которое было получено космическим телескопом Джеймса Уэбба агентства.
NASA, ESA, CSA
Ученые считают, что большая часть воды во Вселенной существует в виде льда на крошечных пылинках, невидимых для обычных телескопов. Эта «замороженная сокровищница» может хранить ответы о происхождении жизни.
Космический телескоп SPHEREx, который расшифровывается, как спектро-фотометр для истории Вселенной, эпохи реионизации и исследования льдов, отправился на орбиту Земли с базы Ванденберг в Калифорнии на ракете SpaceX Falcon 9, сообщает NASA. Аппарат будет искать воду, углекислый газ и другие ключевые соединения, которые находятся в замороженном состоянии на поверхности межзвездной пыли.
«Следуй за водой» — этот принцип направляет ученых в поиске внеземной жизни. Хотя в космосе нет плавающих озер и океанов, вода там присутствует в форме льда, связанного с пылевыми частицами в огромных газопылевых облаках. NASA предполагает, что именно такие хранилища — основной источник воды в нашей Вселенной.
Удивительно, но вода в океанах Земли, вероятно, тоже пришла из космоса. Телескоп сосредоточится на массивных регионах газа и пыли — молекулярных облаках. Внутри этих облаков SPHEREx также изучит недавно сформированные звезды и диски материи вокруг них, из которых рождаются новые планеты.
Космический телескоп SPHEREx Источник: NASA
В отличие от предыдущих телескопов, SPHEREx первым проведет масштабное исследование галактики специально для поиска водяного льда и других замороженных соединений. Главное отличие новой обсерватории — сбор трехмерных данных вместо плоских изображений. Это позволит увидеть количество льда в молекулярном облаке и проследить, как состав льдов меняется в разных условиях.
Миссия проведет более 9 миллионов наблюдений и создаст крупнейший каталог этих материалов. Такие данные помогут ученым понять, как эти соединения формируются на пылевых частицах и как различные среды влияют на их распространение.
SPHEREx проработает два года и за это время исследует небо в оптическом и ближнем инфракрасном диапазоне. Хотя инфракрасный свет невидим для человеческого глаза, он служит мощным инструментом для ответов на космические вопросы. Телескоп соберет данные о более чем 450 миллионах галактик и свыше 100 миллионов звезд нашего Млечного Пути.
Миссия охватит как близкие, так и чрезвычайно удаленные галактики, свет от которых путешествовал к Земле 10 миллиардов лет. В нашей галактике телескоп сфокусируется на поиске воды и органических молекул — основных элементов жизни в нашем понимании. Ученые изучат «звездные ясли» — области, где из газа и пыли рождаются новые звезды, а также диски вокруг них, где могут формироваться планеты.
Телескоп полностью просканирует небо каждые полгода с помощью технологий, заимствованных у земных спутников и межпланетных аппаратов. В результате появится карта всего неба в 102 различных цветовых диапазонах, что намного превосходит цветовое разрешение всех предыдущих карт.
SPHEREx проходит испытания в BAE Systems Источник: BAE Systems/NASA/JPL-Caltech
Ранее исследования NASA показали неожиданные результаты. Спутник SWAS, запущенный в 1998 году, обнаружил гораздо меньше газообразной воды в молекулярных облаках, чем предполагали ученые. Это озадачило исследователей, пока они не выяснили, что SWAS регистрировал воду только в тонких поверхностных слоях облаков. «Мы поняли, что внутри облаков может находиться гораздо больше воды, но в виде льда», — отмечает Гэри Мельник, старший астроном Центра астрофизики Гарвард-Смитсоновского института.
Когда звездный свет проходит через молекулярное облако, молекулы воды и углекислого газа блокируют определенные длины волн, создавая характерный «отпечаток», который SPHEREx сможет распознать с помощью абсорбционной спектроскопии. Этот метод позволит составить подробную карту распределения замороженных соединений.
SPHEREx работает как обзорный телескоп, способный быстро исследовать большие участки неба. Его результаты можно будет использовать вместе с данными от направленных телескопов вроде James Webb, которые наблюдают значительно меньшую область, но с большей детализацией.
«Если SPHEREx обнаружит особенно интересное место, Webb сможет изучить эту цель с более высоким спектральным разрешением и на длинах волн, недоступных для SPHEREx», — объясняет Мельник. «Эти два телескопа могут образовать высокоэффективный исследовательский тандем».
Анализом данных SPHEREx займутся ученые из 10 учреждений США, двух в Южной Корее и одного на Тайване. NASA обещает сделать данные миссии открытыми и доступными для общественности через архив IPAC в Калифорнийском технологическом институте.
