探索NASA迄今為止最詳細的夜空地圖 探索NASA迄今為止最詳細的夜空地圖

探索NASA迄今為止最詳細的夜空地圖

探索NASA迄今為止最詳細的夜空地圖

美國太空總署(NASA)為其SPHEREx探測器繪製首張三維宇宙地圖設定了宏偉目標。這台軌道太空望遠鏡在投入運作僅六個月後,便完成了整個天空的首次紅外線掃描。雖然紅外線肉眼不可見,但這張地圖所包含的102個波長,對於合適的儀器而言,仍然可以在整個宇宙範圍內探測到。據美國NASA科學家稱,這份開創性的星表使天文學家能夠回溯到宇宙誕生之初的景象。

「SPHEREx在短短六個月內收集到的信息量令人難以置信——這些信息與我們其他任務的數據結合使用時,對於更好地了解我們的宇宙將尤為寶貴,」美國宇航局天體物理學部主任肖恩·多馬加爾-戈德曼在一份聲明中表示。 “我們實際上擁有102張全新的全天圖,每張圖都覆蓋不同的波長,並包含其觀測到的天體的獨特信息。”

SPHEREx 首張全天地圖-光譜

借助這批新數據,多馬加爾-戈德曼及其同事希望能夠獲取關於宇宙大爆炸後最初那短暫得難以想像(卻又意義重大)的十億分之一萬億分之一秒的新信息。這些關鍵時刻所涉及的各種力量最終將影響宇宙中數億個星系在時空中的分佈。由此,天文學家便可以開始研究這些星系在過去140億年間的演化過程。

我們肉眼無法看到紅外線,但其波長蘊含著豐富的關鍵訊息。所有恆星和行星都誕生於濃密的塵埃雲中,但它們並不會輻射人類眼睛所能感知的那種光。這意味著,肉眼看來宇宙中看似空曠的區域,其實是個充滿活力、孕育宇宙萬物的搖籃。

這張SPHEREx影像展示了主要由塵埃(紅色)和高溫氣體(藍色)發出的紅外光,它們是形成新恆星和行星的關鍵成分。儘管這些物質雲覆蓋了天空的大部分區域,但在大多數觀測條件下它們是看不見的…圖片來源:NASA/JPL-Caltech
這張SPHEREx影像展示了主要由塵埃(紅色)和高溫氣體(藍色)發出的紅外光,它們是形成新恆星和行星的關鍵成分。儘管這些物質雲覆蓋了天空的大部分區域,但它們在大多數波長的光下是看不見的,包括人眼可見的波長。圖片來源:NASA/JPL-Caltech

紅外光譜學要取得這項里程碑式的成就絕非易事。自五月以來,SPHEREx(全稱為宇宙歷史、再電離時期和冰探測器光譜光度計)以每天14.5圈的速度繞著地球南兩極運行。每次繞行過程中,SPHEREx都能在天空的同一區域內拍攝約3,600張影像。隨著地球繼續繞著太陽公轉,望遠鏡的視野也隨之自然移動。六個月後,SPHEREx終於完成了對天空的360度全景觀測。

SPHEREx 非常適合如此龐大的專案。 NASA 的廣域紅外線巡天探測器 (WISE) 先前也繪製過類似的地圖,但波段數量不如 SPHEREx。雖然詹姆斯韋伯太空望遠鏡配備了更先進的光譜儀,但其視野卻比 SPHEREx 小數千倍。

SPHEREx專案經理貝絲法賓斯基表示:「SPHEREx的超能力在於它大約每六個月就能用102種顏色捕捉整個天空。在如此短的時間內收集到如此龐大的信息量,令人驚嘆。我認為這使我們成為瞭望遠鏡界的螳螂蝦,因為我們擁有出色的多色視覺探測系統,還能看到周圍非常廣闊的區域。」

這張SPHEREx影像展示了主要由恆星和星系發出的紅外線波段光譜。這台太空望遠鏡正在觀測天空中數億個遙遠的星系。它的多波段觀測將幫助天文學家測量這些星系的距離。圖片來源:NASA / JPL-Caltech
這張SPHEREx影像展示了主要由恆星和星系發出的紅外線波段光譜。這台太空望遠鏡正在觀測天空中數億個遙遠的星系。它的多波段觀測將幫助天文學家測量這些星系的距離。圖片來源:NASA / JPL-Caltech

天文台的任務遠未結束。 SPHEREx 的主要任務是在未來一年半內完成整個天空的另外三次掃描。之後,研究人員會將這四張星圖合併,以提高測量的整體靈敏度。最終項目以及目前的資料集均可在網路上免費取得。

「SPHEREx是一項中型天體物理任務,卻能帶來重大的科學發現,」美國太空總署噴射推進實驗室主任戴夫·加拉格爾表示。 “它完美地展現了我們如何將大膽的想法變為現實,並在此過程中釋放出巨大的發現潛力。”