美國宇航局的新型太空望遠(yuǎn)鏡SPHEREx剛剛向宇宙敞開了大門，并傳回了第一批太空圖像。雖然尚未完全校準(zhǔn)，但這些圖像已經(jīng)展現(xiàn)出充滿恒星和星系的廣闊視野——每幀中有超過 100000 個光源。
美國宇航局的 SPHEREx 望遠(yuǎn)鏡目前正在拍攝其首批紅外宇宙圖像，每次曝光可顯示超過 100000 個天體源。所有系統(tǒng)運行完美，為雄心勃勃的全天測繪任務(wù)奠定了基礎(chǔ)。SPHEREx 插圖來源：NASA
SPHEREx 探測不可見的紅外光并將其分解成 102 種色調(diào)，以揭示有關(guān)水的起源、星系距離甚至早期宇宙物理學(xué)的秘密。在所有系統(tǒng)正常運行且超冷探測器聚焦和功能齊全的情況下，該任務(wù)有望通過多次繪制整個天空并補充哈勃和韋伯等更聚焦的望遠(yuǎn)鏡，徹底改變宇宙勘測。
美國宇航局的 SPHEREx（宇宙歷史光譜光度計、再電離時代和冰探測器的縮寫）首次在太空中啟動了探測器。該天文臺于 3 月 11 日發(fā)射后拍攝的初始圖像證實所有系統(tǒng)均按預(yù)期運行。
雖然這些早期圖像尚未校準(zhǔn)，還不能進行科學(xué)分析，但它們提供了 SPHEREx 令人驚嘆的廣闊天空視野的預(yù)覽。圖像中的每個亮點都代表一個光源，例如恒星或星系，預(yù)計每張圖像將包含超過 100000 個檢測到的光源。
美國宇航局的 SPHEREx 探測器將繪制整個天空中數(shù)億個星系的圖像，它于 3 月 27 日拍攝了第一張曝光照片。該天文臺的六個探測器分別拍攝了一張未經(jīng)校準(zhǔn)的圖像，這些圖像中添加了可見光顏色來代表紅外波長。SPHEREx 的完整視野覆蓋了前三張圖像；后三張圖像也捕捉到了天空的同一區(qū)域。圖片來源：NASA/JPL-Caltech
SPHEREx 的每張曝光照片都包含六張圖像，每張來自其探測器。頂部三張和底部三張圖像顯示了天空的重疊區(qū)域，揭示了天文臺的整個視野，即一個矩形空間，寬度約為滿月的 20 倍。一旦 4 月底開始常規(guī)科學(xué)操作，SPHEREx 每天將拍攝約 600 張曝光照片。
“我們的航天器已經(jīng)睜開眼睛觀察宇宙，”加州理工學(xué)院和美國宇航局噴氣推進實驗室的 SPHEREx 項目科學(xué)家奧利維爾·多雷 (Olivier Doré) 說道，這兩所實驗室均位于南加州?！八谋憩F(xiàn)與設(shè)計完全一致?！?/p>
這張未校準(zhǔn)的 SPHEREx 曝光照片中的每一張圖像都包含超過 100000 個探測到的光源，包括恒星和星系。右側(cè)的兩個插圖放大了一張圖像的某些部分，展示了望遠(yuǎn)鏡捕捉暗淡遙遠(yuǎn)星系的能力。為了便于查看，這些部分以灰度而不是可見光顏色處理。圖片來源：NASA/JPL-Caltech
SPHEREx 天文臺探測的是人眼不可見的紅外光。為了拍攝這些第一批圖像，科學(xué)團隊成員為天文臺捕捉到的每個紅外波長分配了一種可見顏色。六個 SPHEREx 探測器中的每一個都有 17 個獨特的波長帶，每六張圖像曝光總共有 102 種色調(diào)。
通過這種方式分析顏色，可以揭示物體的成分或星系的距離。有了這些數(shù)據(jù)，科學(xué)家可以研究從宇宙誕生后不到一秒內(nèi)支配宇宙的物理學(xué)到我們星系中水的起源等各種主題。
“這是航天器檢驗的最高點；這是我們期待的事情，” JPL SPHEREx 副項目經(jīng)理貝絲·法賓斯基 (Beth Fabinsky) 說道?！斑€有很多工作要做，但這是巨大的回報。哇！太贊了！”
在過去兩周里，負(fù)責(zé)管理 NASA 任務(wù)的 JPL 的科學(xué)家和工程師對航天器進行了一系列檢查，結(jié)果顯示目前一切正常。此外，SPHEREx 的探測器和其他硬件已冷卻至最終溫度約零下 350 華氏度（約零下 210 攝氏度）。這是必要的，因為熱量會壓倒望遠(yuǎn)鏡探測紅外光（有時稱為熱輻射）的能力。新圖像還顯示望遠(yuǎn)鏡的聚焦正確。聚焦完全在發(fā)射前完成，無法在太空中調(diào)整。
加州理工學(xué)院和噴氣推進實驗室的 SPHEREx 首席研究員杰米·博克 (Jamie Bock) 表示：“根據(jù)我們看到的圖像，我們現(xiàn)在可以說儀器團隊成功了?！?/p>
美國宇航局的哈勃望遠(yuǎn)鏡和詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡等望遠(yuǎn)鏡的設(shè)計初衷是詳細(xì)觀測太空中的小區(qū)域，而 SPHEREx 則是一臺巡天望遠(yuǎn)鏡，視野開闊。將其觀測結(jié)果與目標(biāo)望遠(yuǎn)鏡的觀測結(jié)果相結(jié)合，將使科學(xué)家對我們的宇宙有更深入的了解。
該天文臺將在其為期兩年的主要任務(wù)期間四次繪制整個天空地圖。SPHEREx 將使用一種稱為光譜學(xué)的技術(shù)，收集來自數(shù)億顆恒星和星系的光，其波長比任何其他全天空巡天望遠(yuǎn)鏡都要多。
當(dāng)光線進入 SPHEREx 望遠(yuǎn)鏡時，它會被引導(dǎo)到兩條路徑上，每條路徑都通向一排三個探測器。天文臺的探測器就像眼睛，上面裝有彩色濾光片，就像有色眼鏡一樣。雖然標(biāo)準(zhǔn)彩色濾光片會阻擋除一種波長以外的所有波長，就像黃色或玫瑰色眼鏡一樣，但 SPHEREx 濾光片更像是彩虹色眼鏡：它們阻擋的波長從濾光片頂部到底部逐漸變化。
JPL SPHEREx 項目經(jīng)理 Jim Fanson 總結(jié)說：“人類付出了巨大的努力才得以實現(xiàn)這一目標(biāo)，我們的工程團隊做得非常出色，讓我們?nèi)〉昧私裉斓某删??！?/p>
關(guān)于SPHEREx的更多信息
SPHEREx（宇宙歷史光譜儀、再電離時代和冰探測器）是美國宇航局的一項任務(wù)，旨在用紅外光繪制整個天空，提供從星系中水的起源到宇宙大尺度結(jié)構(gòu)等各方面的數(shù)據(jù)。SPHEREx 由美國宇航局的噴氣推進實驗室 (JPL) 為該機構(gòu)的天體物理學(xué)部門管理，由加州理工學(xué)院的首席研究員領(lǐng)導(dǎo)，并在 JPL 任職。
該望遠(yuǎn)鏡和航天器平臺由 BAE 系統(tǒng)公司（前身為 Ball Aerospace）制造，而加州理工學(xué)院負(fù)責(zé)監(jiān)督該儀器的集成。來自 10 所美國機構(gòu)以及韓國和臺灣的團隊組成的多元化科學(xué)家團隊將進行科學(xué)分析。所有任務(wù)數(shù)據(jù)將在加州理工學(xué)院的IPAC進行處理和存檔，并通過 NASA-IPAC紅外科學(xué)檔案向公眾開放。加州理工學(xué)院還為 NASA 管理 JPL。
編譯自/ScitechDaily
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