Esta animación muestra el diseño preliminar de la nave espacial, incluidos los protectores solares hexagonales que ayudarán a mantener frescos los instrumentos.
Esta animación muestra el diseño preliminar de la nave espacial, incluidos los protectores solares hexagonales que ayudarán a mantener frescos los instrumentos. Crédito: NASA / JPL-Caltech
El observatorio mapeará todo el cielo para estudiar la rápida expansión del universo después del Big Bang, la composición de los sistemas planetarios jóvenes y la historia de las galaxias.
El próximo telescopio espacial de la NASA, el Espectrofotómetro para la Historia del Universo, Época de Reionización y Explorador de Ices, o SPHEREx, está un paso más cerca del lanzamiento. La misión ha entrado oficialmente en la Fase C, en la jerga de la NASA. Eso significa que la agencia ha aprobado planes de diseño preliminares para el observatorio, y se puede comenzar a trabajar en la creación de un diseño final y detallado, así como en la construcción del hardware y software.
Administrado por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California, el lanzamiento de SPHEREx está programado para no antes de junio de 2024 y no más tarde de abril de 2025. Sus instrumentos detectarán luz infrarroja cercana o longitudes de onda varias veces más largas que la luz visible para el ojo humano. Durante su misión de dos años, cartografiará todo el cielo cuatro veces, creando una base de datos masiva de estrellas, galaxias, nebulosas (nubes de gas y polvo en el espacio) y muchos otros objetos celestes.
Aproximadamente del tamaño de un automóvil subcompacto, el telescopio espacial utilizará una técnica llamada espectroscopia para romper la luz del infrarrojo cercano en sus longitudes de onda individuales o colores, al igual que un prisma rompe la luz solar en los colores que la componen. Los datos de la espectroscopia pueden revelar de qué está hecho un objeto, porque los elementos químicos individuales absorben e irradian longitudes de onda de luz específicas. También se puede utilizar para estimar la distancia de un objeto a la Tierra, lo que significa que el mapa SPHEREx será tridimensional. SPHEREx será la primera misión de la NASA en construir un mapa de espectroscopía de cielo completo en infrarrojo cercano, y observará un total de 102 colores en el infrarrojo cercano.
“Eso es como pasar de imágenes en blanco y negro a color; es como ir de Kansas a Oz”, dijo Allen Farrington, director de proyectos SPHEREx en JPL.
Antes de ingresar a la Fase C, el equipo de SPHEREx completó con éxito una revisión de diseño preliminar en octubre de 2020. Durante este proceso de varios días, el equipo tuvo que demostrar al liderazgo de la NASA que pueden hacer realidad su complejo diseño de misión de vanguardia. Por lo general, la revisión se realiza en persona, pero con las precauciones de seguridad de COVID-19 implementadas, el equipo tuvo que ajustar su presentación a un nuevo formato.
“Parecía que estábamos produciendo una película”, dijo Beth Fabinsky, subdirectora de proyectos de SPHEREx en JPL. “Se pensó mucho en el valor de la producción, como asegurarnos de que las animaciones que queríamos mostrar funcionaran con un ancho de banda limitado”.
Tres preguntas clave
El equipo científico de SPHEREx tiene tres objetivos generales. La primera es buscar evidencia de algo que podría haber sucedido menos de una mil millonésima de mil millonésima de segundo después del Big Bang. En esa fracción de segundo, el espacio mismo puede haberse expandido rápidamente en un proceso que los científicos llaman inflación. Un globo tan repentino habría influido en la distribución de la materia en el cosmos, y la evidencia de esa influencia todavía estaría presente hoy. Con SPHEREx, los científicos mapearán la posición de miles de millones de galaxias en todo el universo entre sí, buscando patrones estadísticos causados por la inflación. Los patrones podrían ayudar a los científicos a comprender la física que impulsó la expansión.
El segundo objetivo es estudiar la historia de la formación de galaxias, comenzando con las primeras estrellas en encenderse después del Big Bang y extendiéndose a las galaxias actuales. SPHEREx hará esto mediante el estudio del tenue resplandor creado por todas las galaxias del universo. El resplandor, que es la razón por la que el cielo nocturno no está perfectamente oscuro, varía en el espacio porque las galaxias se agrupan. Al hacer mapas en muchos colores, los científicos de SPHEREx pueden averiguar cómo se produjo la luz a lo largo del tiempo y comenzar a descubrir cómo las primeras galaxias formaron estrellas inicialmente.
Finalmente, los científicos usarán el mapa SPHEREx para buscar hielo de agua y moléculas orgánicas congeladas, los componentes básicos de la vida en la Tierra, alrededor de las estrellas recién formadas en nuestra galaxia. El hielo de agua flota sobre los granos de polvo en densas y frías nubes de gas por toda la galaxia. Las estrellas jóvenes se forman dentro de estas nubes y los planetas se forman a partir de discos de material sobrante alrededor de esas estrellas. Los hielos en estos discos podrían sembrar planetas con agua y otras moléculas orgánicas. De hecho, el agua de los océanos de la Tierra probablemente comenzó como hielo interestelar. Los científicos quieren saber con qué frecuencia se incorporan materiales que sustentan la vida, como el agua, a los sistemas planetarios jóvenes. Esto les ayudará a comprender qué tan comunes son los sistemas planetarios como el nuestro en todo el cosmos.
Varios socios de la misión están comenzando la construcción de diversos componentes de hardware y software