NASA-ի SPHEREx տիեզերական աստղադիտակը մեկնարկել է իր հավակնոտ երկամյա առաքելությանը՝ աննախադեպ մանրամասնությամբ քարտեզագրելու ամբողջ երկինքը: Այն ամեն օր կնկարի մոտ 3600 պատկեր՝ օգտագործելով ինֆրակարմիր լույսի 102 տարբեր ալիքներ՝ ստեղծելու հարյուր միլիոնավոր գալակտիկաների և աստղերի համապարփակ եռաչափ քարտեզ: Այս քարտեզը կօգնի գիտնականներին ուսումնասիրել տիեզերքի ծագումը, հետևել գալակտիկաների էվոլյուցիային և փնտրել կյանքի համար անհրաժեշտ բաղադրիչներ Ծիր Կաթին գալակտիկայում, հայտնում է Petapixel-ը:

102 ինֆրակարմիր ալիքներ

SPHEREx-ի բացառիկ կարողությունը կայանում է նրանում, որ այն կարող է դիտարկել երկինքը ինֆրակարմիր լույսի 102 տարբեր ալիքներով, որոնք անտեսանելի են մարդու աչքի համար: Այս սպեկտրոսկոպիկ մոտեցումը լույսը բաժանում է հատուկ ալիքների, ինչպես պրիզման ստեղծում է ծիածան, ինչը գիտնականներին հնարավորություն է տալիս վերլուծել տիեզերական օբյեկտները աննախադեպ մանրամասնությամբ: Աստղադիտակն այս ամենն իրականացնում է վեց դետեկտորներով, որոնցից յուրաքանչյուրն ունի 17 եզակի ալիքային գոտի, սպեկտրային լուծաչափով 41՝ 0.75-3.8 մկմ միջակայքում, և ավելի բարձր լուծաչափով (110-130)՝ 3.8-5 մկմ միջակայքում:

Այս սպեկտրային ճշգրտությունը թույլ է տալիս SPHEREx-ին որոշել տիեզերական օբյեկտների կազմությունը և նրանց հեռավորությունները՝ ստեղծելով տիեզերքի իսկական եռաչափ քարտեզ: Առաքելությունը կգրանցի 2MASS կետային աղբյուրների կատալոգի յուրաքանչյուր օբյեկտի սպեկտրը բացառիկ զգայունությամբ և կբացահայտի այնպիսի կարևոր մոլեկուլներ, ինչպիսիք են ջուրը և ածխաթթու գազը, միջաստղային փոշու մեջ: Դիտարկելով այդքան գունային գոտիներով՝ SPHEREx-ը կբացահայտի Մեծ Պայթյունից հետո տիեզերական ինֆլյացիայի մանրամասներ, կչափի հեռավոր գալակտիկաների ընդհանուր փայլը և կգտնի կյանքի համար անհրաժեշտ բաղադրիչների թաքնված պաշարներ մեր գալակտիկայում:

Եռաչափ գալակտիկաների քարտեզագրում

SPHEREx-ը կստեղծի տիեզերքի աննախադեպ եռաչափ քարտեզ՝ չափելով հարյուր միլիոնավոր գալակտիկաների հեռավորությունները կարմիր շեղման երևույթի միջոցով, երբ հեռավոր գալակտիկաների լույսը տեղափոխվում է ավելի երկար ալիքների՝ տիեզերքի ընդլայնման պատճառով: Ի տարբերություն նախորդ երկնքի դիտարկումների՝ SPHEREx-ն օգտագործում է ցածր լուծաչափի սպեկտրոսկոպիա՝ արդյունավետորեն գրանցելու մեծ թվով գալակտիկաների կարմիր շեղումներ՝ հարյուր միլիոնավոր ավելի ցածր ճշգրտությամբ և տասնյակ միլիոնավոր բարձր ճշգրտությամբ: Այս մոտեցումը լրացնում է այլ աստղադիտարանների, ինչպիսին է Ջեյմս Ուեբի տիեզերական աստղադիտակը, որը մանրամասն ուսումնասիրում է առանձին գալակտիկաներ: SPHEREx-ը, փոխարենը, գալակտիկաները դիտարկում է որպես կետեր տիեզերական հսկայական ցանցում՝ ունենալով տեսադաշտ, որը մոտ 14,000 անգամ ավելի մեծ է, քան Ուեբի NIRCam գործիքը:

Ստացված եռաչափ քարտեզը կծառայի բազմաթիվ գիտական նպատակների՝ վաղ տիեզերքում ինֆլյացիայի նշանների հայտնաբերում, գալակտիկաների ձևավորման էվոլյուցիայի և ժամանակի ընթացքում դանդաղման ուսումնասիրություն, ինչպես նաև պատմության ընթացքում բոլոր գալակտիկաների ընդհանուր ինֆրակարմիր փայլի չափում: Քարտեզագրելով գալակտիկաների դիրքերը մեծ հեռավորությունների վրա՝ գիտնականները կարող են վերլուծել տիեզերքի մեծ մասշտաբի կառուցվածքը՝ փորձարկելու ինֆլյացիայի տեսությունները, որոնք կանխատեսում են, որ տիեզերքի վաղ պահերի հսկայական էներգիան թողել է նուրբ հետքեր, որոնք SPHEREx-ը նախագծված է հայտնաբերելու համար: Աստղադիտարանը կավարտի ամբողջ երկնքի դիտարկումը յուրաքանչյուր վեց ամիսը մեկ՝ վերջնականապես ստեղծելով չորս ամբողջական քարտեզ իր 25-ամսյա առաքելության ընթացքում:

Տիեզերական ինֆլյացիայի ուսումնասիրություն

Տիեզերական ինֆլյացիայի տեսությունը ենթադրում է, որ տիեզերքը էքսպոնենցիալ կերպով ընդլայնվել է Մեծ Պայթյունից հետո առաջին վայրկյանի ընթացքում՝ միլիարդ անգամ միլիարդ անգամ ընդլայնվելով՝ միլիարդի միլիարդի միլիարդի վայրկյանի ընթացքում: SPHEREx-ը կուսումնասիրի այս երևույթը՝ փնտրելով ոչ գաուսյան նշաններ գալակտիկաների բաշխման մեջ, մասնավորապես չափելով fNL պարամետրը, որը նկարագրում է քվանտային տատանումների կատարյալ գաուսյան բաշխումից շեղումները: Այս չափումը կօգնի տարբերակել մրցակցող ինֆլյացիայի մոդելները՝ մեկ դաշտի ինֆլյացիա (որը կանխատեսում է փոքր fNL արժեքներ) և բազմակի դաշտերի ինֆլյացիա (որը կանխատեսում է ավելի մեծ արժեքներ):

Առաքելության մոտեցումը նրբագեղորեն պարզ է, բայց խորապես խորիմաստ՝ քարտեզագրելով միլիոնավոր գալակտիկաների դիրքերը՝ SPHEREx-ը կհայտնաբերի օրինաչափություններ, որոնք ծագել են որպես քվանտային ալիքներ ինֆլյացիայի ընթացքում և հետագայում ձգվել են տիեզերական մասշտաբների: Այս սկզբնական տատանումները ծառայել են որպես սերմեր այսօրվա մեծ մասշտաբի տիեզերական կառուցվածքների համար: SPHEREx-ը կհասնի fNL-ի նվազագույնը 1 (2σ) զգայունության, նվազեցնելով անորոշությունը ավելի քան 10 անգամ՝ համեմատած նախորդ չափումների հետ: Այս ճշգրտությունը կարող է պոտենցիալ բացառել մեկ դաշտի ինֆլյացիայի տեսությունները, եթե գտնվեն բազմակի ինֆլյացիոն դաշտերի ապացույցներ՝ ներկայացնելով զգալի առաջընթաց տիեզերքի ամենավաղ պահերի մեր ընկալման մեջ: