دانشمندان همیشه در پی پاسخ به دو پرسش بزرگ بودهاند: «کیهان چگونه شکل گرفت؟» و «چگونه زندگی آغاز شد؟» ناسا با پروژه جدید خود، یعنی تلسکوپ اسفرکس ناسا (SPHEREx – Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization and Ices Explorer)، قصد دارد یک گام بزرگ در جهت یافتن این پاسخها بردارد. این رصدخانه فضایی نسل جدید که قرار است آسمان را به شیوهای کاملاً بیسابقه مورد مطالعه قرار دهد، یک مأموریت انقلابی و کمهزینه در برنامه اکتشافات اخترفیزیک ناسا به شمار میرود. تلسکوپ اسفرکس در طول مأموریت دو ساله خود، نقشههای طیفی جامعی از کل کیهان تهیه خواهد کرد و دروازههای جدیدی به سوی درک ما از تاریخ جهان و ریشههای حیات خواهد گشود.
تلسکوپ اسفرکس ناسا چیست؟ معرفی مأموریت و مشخصات فنی
تلسکوپ فضایی اسفرکس، یک ماهواره کوچک است که توسط ناسا و با همکاری مؤسسات علمی در کره جنوبی طراحی شده است. هدف اصلی این مأموریت، تولید یک نقشه طیفی جامع و بینظیر از کل آسمان است.
اهداف علمی سهگانه تلسکوپ اسفرکس
مأموریت اسفرکس بر سه هدف علمی اصلی متمرکز است که هر یک پاسخی به پرسشهای اساسی کیهانشناسی و اخترفیزیک ارائه میدهند:
- بررسی تورم کیهانی (Inflation): اندازهگیری توزیع کهکشانها به منظور درک بهتر مکانیزم تورم کیهانی که بلافاصله پس از بیگبنگ رخ داد و موجب گسترش سریع جهان شد.
- نقشهبرداری از آب و ترکیبات آلی (Ices): بررسی مولکولهای آب و ترکیبات یخزده آلی در میان ستارگان و در دیسکهای پیشسیارهای اطراف ستارگان جوان. این ترکیبات، مواد اولیه تشکیل حیات هستند و این بررسی برای درک نحوه تشکیل سیارات حائز اهمیت است.
- تاریخچه کهکشانها (Cosmic Dawn): اندازهگیری نور فروسرخ زمینه کیهانی (CIB) برای ردیابی اولین نورهای ستارگان و کهکشانها که در دوران طلوع کیهانی پدید آمدند.
مشخصات فنی و فناوریهای نوین در اسفرکس
| ویژگی فنی | توضیحات | اهمیت در مأموریت |
| طول موج پوششی | نور فروسرخ (Near-Infrared) | رصد نور از اجرام دوردست که به دلیل انبساط کیهان به فروسرخ کشیده شده است. |
| فیلترهای طیفی | ۱۰۲ فیلتر طیفی | امکان نقشهبرداری آسمان در ۱۰۲ «رنگ» متفاوت (باند فرکانسی). |
| میدان دید | وسیع (FOV) | امکان نقشهبرداری از کل آسمان با سرعت بالا در طول دو سال. |
| دمای عملیاتی | کرایوژنیک (بسیار سرد) | حفظ دمای اپتیکها و آشکارسازها در حدود $77\text{K}$ برای جلوگیری از نویز حرارتی. |
چرا نقشه ۱۰۰+ رنگی تلسکوپ اسفرکس ناسا انقلابی است؟
آنچه تلسکوپ اسفرکس را از سایر مأموریتهای نقشهبرداری متمایز میکند، توانایی آن در جمعآوری دادههای طیفی با دقت بسیار بالاست. این تلسکوپ میتواند نور را در ۱۰۲ باند فرکانسی مختلف ثبت کند، در حالی که تلسکوپهای پیشین مانند وایز (WISE) تنها در چهار باند این کار را انجام میدادند.
نقشه ۱۲ میلیارد ساله کیهان و ۴۵۰ میلیون کهکشان
تلسکوپ اسفرکس ناسا در طول مأموریت خود، چهار بار کل آسمان را مورد اسکن قرار میدهد. نتیجه نهایی این اسکنها، کاتالوگی شامل حدود ۴۵۰ میلیون کهکشان خواهد بود. این کاتالوگ دقیقاً نشان میدهد که کهکشانها در فضا چگونه توزیع شدهاند و به ما کمک میکند تا تاریخچه ۱۲ میلیارد ساله کیهان را بازسازی کنیم. برای مثال، بخشی از این کاتالوگ شامل میلیونها کهکشان در نقاط مختلفی از فضا خواهد بود که حتی در نزدیکی صورت فلکی عقرب نیز میتوانند قرار داشته باشند و به ما درک درستی از ساختار بزرگمقیاس جهان میدهند.
نقشآفرینی در درک مولکولهای آلی و آب
بخش مهمی از مأموریت اسفرکس، جستجو و نقشهبرداری از مولکولهای آلی و یخهای آبی در کهکشان راه شیری است. دانشمندان معتقدند که این مولکولها، که توسط تلسکوپ در طول موجهای فروسرخ قابل مشاهده هستند، توسط دنبالهدارها و سیارکها به زمین منتقل شدهاند و نقشی کلیدی در آغاز حیات روی زمین داشتهاند. شناسایی این مناطق در داخل کهکشان ما، میتواند مناطقی را که احتمال شکلگیری سیارات با قابلیت حیات بیشتر است، مشخص سازد.
زمان پرتاب تلسکوپ اسفرکس و آمادهسازی برای اکتشافات بزرگ
تلسکوپ اسفرکس یکی از پروژههای اولویتدار ناسا بوده و مراحل ساخت آن با سرعت در حال انجام است.
جزئیات پرتاب رصدخانه اسفرکس
- زمان مورد انتظار پرتاب: سال ۲۰۲۷ میلادی.
- مکان پرتاب: پایگاه فضایی وندنبرگ (Vandenberg Space Force Base).
- وسیله پرتاب: موشک فالکون ۹ (Falcon 9) شرکت اسپیسایکس.
- محل استقرار: در یک مدار قطبی (Pole-to-pole orbit) به دور زمین.
پس از پرتاب، مأموریت اصلی تلسکوپ اسفرکس به مدت ۲۵ ماه ادامه خواهد یافت که شامل چهار بار اسکن کامل آسمان است.
تأثیر دادههای اسفرکس بر آینده نجوم
دادههای عظیم و طیفی که این تلسکوپ جمعآوری میکند، نه تنها اهداف اصلی مأموریت را پوشش میدهند، بلکه به عنوان یک منبع عمومی برای تمام جامعه نجوم قابل استفاده خواهند بود. انتظار میرود این کاتالوگ، مبنای دهها پروژه علمی جدید قرار گیرد و بینش بیسابقهای در مورد پدیدههای کیهانی و تاریخ جهان اولیه فراهم کند.
نتیجهگیری
تلسکوپ اسفرکس ناسا فراتر از یک ابزار رصدی ساده است؛ یک ماشین زمان کیهانی با ۱۰۲ رنگ است که میتواند رازهای پنهان در اعماق ۱۲ میلیارد سال پیش را افشا کند. این مأموریت با تمرکز بر دو موضوع بنیادین یعنی ریشههای کیهان و وجود آب و مواد اولیه حیات در کهکشان ما، درک ما را از جایگاهمان در جهان هستی متحول خواهد کرد. با پرتاب موفقیتآمیز اسفرکس، جامعه علمی در انتظار یکی از دقیقترین و جامعترین نقشههای کیهانی تاریخ است.
