22 Set SPHEREX e le nuove mappe dell’Universo

La NASA ha recentemente selezionato una nuova missione spaziale che aiuterà ricercatori e studiosi a capire qualcosa in più sull’evoluzione dell’Universo e quali sono gli elementi in comune per la vita nei sistemi planetari. Il suo nome è SPHEREx, ovvero Spectro-Photometer for the History of the universe, Epoch of Reionization and Ices Explorer. La NASA ha approvato tutte le componenti del progetto che è stato pensato per una durata di 2 anni circa ed ha già superato il Critical Design Review.

Come il James Webb Space Telescope anche SPHEREx è un telescopio spaziale all’infrarosso, ma il suo obiettivo sarà quello di esaminare il cielo e mappare il 99% dello spazio ogni 6 mesi, per osservare in larga scala l’Universo. In pratica sarà la prima indagine spettrale di tutto il cielo che possiamo osservare.

Guardiamo un momento gli aspetti tecnici.

SPHEREx sarà un telescopio realizzato interamente in alluminio e senza parti mobili e del peso di 74,5 Kg circa. Sarà fornito di uno specchio di appena 20 cm di diametro e un campo visivo di 11°x3,5° e a proteggerlo dalle radiazioni di Sole e Terra ci sarà uno scudo termico di 3,2 metri. Le ottiche e gli strumenti si raffredderanno irradiando calore nello spazio con un dispositivo di raffreddamento passivo.

I componenti principali di SPHEREx. Credit Image: NASA/JPL-Caltech

Qual è la sua missione?

Cercherà e studierà la luce e il calore di fondo prodottosi con il Big Bang e che è ancora presente nell’Universo che possiamo osservare. Inoltre cercherà le molecole organiche complesse nelle nubi stellari e nei dischi protoplanetari (dove potrebbero formarsi dei pianeti), e l’eventuale presenza di acqua. Testerà anche come è distribuita la materia nell’Universo, per verificare cosa potrebbe essere successo all’Universo nei suoi primi istanti di vita, quando, secondo questo modello cosmologico, ha cominciato ad espandersi a velocità elevatissima.

Vediamo come.

Abbiamo detto che è un telescopio ad infrarossi come il JWST, ma SPHEREx userà un approccio diverso allo studio dell’Universo circostante: invece che su dettaglio lavorerà su grandi porzioni di cielo, osservando molti oggetti per un tempo limitato, fino a mappare, come abbiamo detto, il 99% dello spazio ogni sei mesi. Per eseguire questa operazione ovviamente verrà sacrificato il dettaglio per prediligere il calcolo delle proprietà medie possedute da ogni oggetto osservato.

SPHEREx volerà in orbita intorno alla Terra e osserverà centinaia di milioni di galassie vicine e lontane, distanti fino a 10 miliardi di anni luce, e le classificherà in base alla precisione del redshift (il fenomeno per cui la luce da loro emessa durante il loro allontanamento ha una lunghezza d’onda maggiore rispetto a quella che aveva all’emissione).

SPHEREx creerà mappe stellari e spettri tramite esposizioni multiple. Credit Image: NASA/JPL-Caltech

Osserverà inoltre spettri nel vicino infrarosso 0.75 – 0.5 um ogni 6” sull’intero ciclo, ottenendoli attraverso esposizioni multiple e misurazioni a più lunghezze d’onda di una stessa sorgente, ripuntando ogni volta il telescopio. In questo modo creerà una mappa dell’intero cielo in 96 diverse bande di colore e puntando le nubi molecolari, dove in genere si formano stelle e pianeti, calcolerà la quantità dei composti chimici favorevoli alla vita.

Così, nel caso di risultati di particolare interesse, entrerà in campo il JWST per ottenere dal “bersaglio” delle informazioni più dettagliate. Entrambi i telescopi infatti utilizzano la tecnica della spettroscopia per svelare la composizione degli oggetti osservati, proprio perché ogni elemento chimico assorbe e irradia solo specifiche lunghezze d’onda.

Una sezione di SPHEREx. Image Credit: NASA/JPL-Caltech

E il lavoro di SPHEREx proiettato nel futuro?

SPHEREx non collaborerà solo con il James Webb Space Telescope, ma avrà anche forti sinergie con le altre missioni e gli altri osservatori che sono in progetto per essere operativi nei prossimi anni, ottenendo un ricco archivio di spettri che influirà su numerose indagini scientifiche. Insieme infatti otterranno nuove ed uniche misurazioni che messe a confronto dovrebbero portare a nuove risposte sulle origini e sulla storia della formazione delle galassie. Infatti il Vera Rubin Observatory da Terra fotograferà l’intero cielo notturno dell’emisfero australe nello spettro visibile; mentre Euclid e WFirst (Nancy Grace Roman Telescope), concentreranno le loro indagini spettroscopiche su spostamenti verso il rosso più elevati per sondare l’equazione dello stato dell’energia oscura.

Quando sarà lanciato SPHEREx?

Il veicolo spaziale sarà fornito da Ball Areospace e la data della partenza è prevista per il 2025 per avere il tempo necessario a testare tutti gli strumenti.

Image Credit: NASA/JPL-Caltech

Considerando che Hubble in circa 30 anni di operatività ha osservato lo 0,1% del cielo, l’appuntamento del 2025 per vedere questa nuova finestra sulle origini del nostro Universo è davvero emozionante.

Cristina Graverini

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