Odhalovat skrytá tajemství vesmíru i jeho zákoutí vědcům dosud pomáhaly vesmírný dalekohled Jamese Webba (JWST neboli James Webb Space Telescope) i jeho předchůdce Hubbleův teleskop. Nyní americká NASA zahajuje novou misi, jejímž cílem je vytvořit dosud nejkomplexnější a nejbarevnější trojrozměrnou mapu celé oblohy. Vesmírný dalekohled SPHEREx (Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization a Ices Explorer) má analyzovat každý pixel a přinést odpovědi na dosud nezodpovězené otázky. Vědci doufají, že jim pomůže odhalit události těsně po Velkém třesku a zmapovat galaxie i zdroje vody v Mléčné dráze.
Na první pohled připomíná SPHEREx obrovský megafon. Ve skutečnosti však jde o kosmickou observatoř, která zmapuje celou oblohu v infračerveném spektru světla. Její start se má uskutečnit již v pátek 28. února z Vandenbergovy základny v Kalifornii. Poté bude během následujících dvou let čtyřikrát skenovat celou nebeskou sféru. Na konci mise bude zmapován každý bod na obloze, aby vzápětí mohla vzniknout 3D mapa vesmíru ve 102 infračervených vlnových délkách. Což je mnohem více, než dosud nabízela jakákoli jiná podobná mapa či model, píše web Science Alert.
„Podíváme se na vše a získáme spektrum pro každý pixel – prozkoumáme komety, planety, hvězdy, galaxie, mezihvězdný prostor. Očekáváme, že výsledný soubor dat významně rozšíří naše dosavadní poznatky o vesmíru,“ uvádí astrofyzik z Jet Propulsion Laboratory z NASA a projektový vědec pro SPHEREx Olivier Doré.
Jak to bylo s Velkým třeskem
Vesmírná mise sleduje tři hlavní cíle. Tím prvním je již zmíněné objasnění toho, jak vypadal vesmír ve zlomcích sekundy těsně po Velkém třesku. Druhým, opravdu ambiciózním cílem je pokusit se sečíst veškeré světlo, které kdy bylo vyzářeno z galaxií a hvězd. Tato data mohou ukázat původ světla, kdy bylo emitováno a jak se měnil celkový světelný výkon v průběhu kosmické historie. A za třetí se teleskop pokusí prozkoumat Mléčnou dráhu a odhalit potenciální zdroje vody a další prvky nezbytné pro vznik života.
Vědci toho chtějí dosáhnout sběrem dat o spektru světla, které dopadne z celého vesmíru na observatoř SPHEREx. Pomocí analýzy vlnové délky pak budou moci určit, jak daleko se těleso nachází a zda se vzdaluje, nebo naopak přibližuje.
Výsledkem mise bude gigantický trojrozměrný model mapující okolo 450 milionů galaxií. Ten by pak mohl napomoci s testováním modelů takzvané kosmické inflace – tedy onoho neuvěřitelně krátkého období těsně po vzniku vesmíru, kdy se jeho rozměry během zlomku vteřiny začaly exponenciálně rozpínat.
Hypotetický inflaton
Rozložení galaxií v nebeské sféře se nejspíš uskutečnilo právě během výše popsaného okamžiku, takže SPHEREx změří i hustotu galaxií. Bude-li všude zhruba stejná, mohli by vědci získat jednoduchý inflační model, který by teoreticky mohl zahrnovat i hypotetickou částici zvanou inflaton.
Tyto částice mají být součástí takzvaného inflatonového pole, jež by stále ještě mělo existovat a vyplňovat celý vesmír, a to ve své nejnižší energetické podobě. Tedy jako vakuum, které zřídkakdy v sobě najde dost energie, aby došlo k excitaci zmíněných inflatonů.
Tajemství vzniku života
Zda získaná data pomohou odhalit pravděpodobnost života někde jinde v naší galaxii, vědci nyní ještě říct nedokážou. Naznačit by to každopádně mohlo zkoumání známek zmrzlé vody a dalších prvků a sloučenin, jako jsou oxid uhličitý, oxid uhelnatý a jiné materiály, které patří mezi základní stavební kameny života ve formě, jak jej známe. Molekulární mračna, kde vznikají hvězdy, tyto prvky obsahují – a pokud se zde vyskytují ve větším množství, je o to pravděpodobnější, že proniknou na rodící se planety a poskytnou podmínky pro vznik života.
Atomy inkriminovaných prvků absorbují a vyzařují různé vlnové délky světla, takže jejich spektrální otisk je jedinečný. To pomůže vědcům s pomocí spektroskopie určit obsah molekulárního oblaku. Teleskop proto uskuteční přes devět milionů pozorování těchto oblaků, přičemž pokaždé bude sbírat data ve 3D.
Ať už ale nakonec výzkumníci zjistí cokoli, platí, že SPHEREx se pro vědce stane jakousi pokladnicí dat i do budoucna. Užitečné by navíc mohlo být i jeho spojení třeba s Webbovým dalekohledem, jenž má mnohem užší, zato hlubší zorné pole. „Pokud SPHEREx objeví obzvláště zajímavou lokalitu, JWST může následně prozkoumat tento cíl s vyšším spektrálním rozlišením a v jiných vlnových délkách,“ doplňuje astronom z vědeckého týmu SPHEREx Gary Melnick.
