SPHEREx, una nueva misión para investigar la historia del universo

Un nuevo observatorio de la NASA se lanzó al espacio el 11 de marzo de 2025. El Espectrofotómetro para la Historia del Universo, la Época de Reionización y el Explorador de Hielos (o SPHEREx por sus siglas en ingles). Este explorará todo el cielo en 102 colores diferentes, creando el mapa celeste más colorido jamás creado.

El telescopio

SPHEREx es un pequeño telescopio con una misión importante. Este telescopio de 20 cm de diámetro, con un campo de visión de 11° x 3,5°, observará la luz en el rango de longitud de onda del infrarrojo cercano (NIR). Su diseño es muy eficiente y simple que ya fue usado en misiones anteriores. SPHEREx, con sus seis conjuntos de detectores 2K x 2K, obtendrá imágenes en todos los colores, o espectros, sin necesidad de piezas móviles. Esto se logrará mediante múltiples exposiciones, colocando una fuente determinada en múltiples posiciones del campo de visión, donde se medirá en múltiples longitudes de onda mediante el redireccionamiento de la nave espacial.

Órbita y funcionamiento

A diferencia de los grandes telescopios de infrarrojo cercano (NIR) como el JWST, SPHEREx orbitará cerca de la Tierra. La nave espacial se ubicará en una órbita baja heliosíncrona, donde su posición relativa al Sol permanece constante durante todo el año, protegiendo al detector de su luz y calor. En su órbita de aproximadamente 98 minutos, el telescopio SPHEREx observará una franja de 360 ​​grados del cielo celeste. A medida que la Tierra orbita el Sol, esta franja avanza lentamente, lo que permite a SPHEREx obtener imágenes de casi todo el cielo en seis meses.

Al igual que otros telescopios de infrarrojo cercano (NIR), SPHEREx operará a temperaturas muy bajas, de aproximadamente -350 grados Fahrenheit (aproximadamente -210 grados Celsius). A temperaturas más altas, la estructura del telescopio generará un brillo NIR más brillante que la tenue emisión que intentará observar. El telescopio mantendrá estas temperaturas mediante refrigeración pasiva y tres escudos cónicos. Estos escudos protegen al telescopio del calor de la Tierra y del Sol. Además, debajo de los escudos, una estructura con un espejo, dirigirá el calor generado por el instrumento hacia el espacio.
SPHEREx observará en el mismo rango de longitud de onda, o tipo de luz, que los instrumentos NIR del Telescopio Espacial James Webb (JWST), pero con mucho menos detalle. En SPHEREx, la información de un píxel será la información borrosa de unos 100 píxeles del JWST; sin embargo, cubrirá un área mucho mayor del cielo, cartografiando todo el firmamento cuatro veces en dos años y con ello haciendo una contribución única a la astronomía .

Gracias a sus capacidades espectroscópicas, SPHEREx podrá crear mapas 3D de galaxias y del polvo de nuestra galaxia. Observar cada objeto en todos esos colores es fundamental, ya que puede revelar diversas propiedades de estos objetos, como su composición y, en el caso de las galaxias, su distancia a la Tierra.

Las metas científicas

Nos podemos preguntar porque es importante tener SPHEREx si ya tenemos telescopios como JWST. La respuesta es sencilla — ningún otro estudio de todo el cielo ha realizado espectroscopía en tantas longitudes de onda y con tantas fuentes. En sus dos años de funcionamiento, SPHEREx observará 450 millones de galaxias, proporcionando información sobre la física que esta detrás del origen del universo, el origen y la historia de las galaxias, y una imagen completa de las principales fuentes de luz del universo. También observará más de 100 millones de estrellas en nuestra Vía Láctea, las cunas estelares, las regiones donde las estrellas se forman a partir del gas y el polvo, y los discos alrededor de las estrellas donde podrían estar formándose nuevos planetas. Gracias a sus capacidades espectroscópicas, SPHEREx proporcionará un estudio sin precedentes de la ubicación y la abundancia de estos compuestos helados (agua y moléculas orgánicas), lo que permitirá a los investigadores comprender mejor la química interestelar que sentó las bases para la vida tal como la conocemos.
Gracias a sus capacidades espectroscópicas, SPHEREx se unirá a los telescopios más poderosos (Hubble, Spitzer, WISE, Webb y Roman) en su búsqueda para responder muchas de las preguntas sobre nuestro universo.

Referencias:

1- https://www.nasa.gov/missions/spherex
2- https://www.jpl.nasa.gov/missions/spherex/
3- https://www.nasa.gov/missions/spherex/cosmic-mapmaker-nasas-spherex-space-telescope-ready-to-launch/
4- https://spherex.caltech.edu/page/instrument