אם הכל ילך כשורה, ב-27 בפברואר ישוגר טלסקופ חלל חדש של נאס"א, שימפה לראשונה את כל השמיים באור תת-אדום. הטלסקופ בעל השם הארוך במיוחד Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization and Ices Explorer, או SPHEREx, ישוגר מבסיס חיל החלל ונדנברג שבקליפורניה על גבי מרקיע מסוג פלקון 9 של ספייס אקס.
450 מיליון גלקסיות, 100 מיליון כוכבים
כאמור, המטען העיקרי בשיגור המדעי הזה יהיה טלסקופ חלל חדש – לא דבר של מה בכך אפילו בקצב השיגורים המהיר של השנים האחרונות, המוקדש ברובו ללוויינים מסחריים. במשך שנתיים של פעילות מתוכננת, SPHEREx ימדוד 450 מיליון גלקסיות, קרובות כרחוקות – חלקן רחוקות כל כך שאורן יצא אלינו לפני 10 מיליארד שנה. אחת ממטרות המיפוי היא לבחון את תיאוריית האינפלציה של היקום, לפיה בשבריר השנייה הראשון אחרי המפץ הגדול, בזמן שארך בסך הכול מאה נוניליונית השניה (כלומר 0.00000000000000000000000000000001 שניות), היקום גדל פי נוניליון (המספר 1 ואחריו 30 אפסים!): מגודל של פרוטון בערך לגודל של גלקסיה. SPHEREx ימדוד את פיזור הגלקסיות כדי לנסות לשפוך אור חדש על המאורע הקוסמי המשונה הזה.
ואילו כאן בשביל החלב, SPHEREx יאסוף נתונים על 100 מיליון כוכבים. ספציפית, טלסקופ החלל יסרוק "פעוטוני כוכבים", עננים מולקולריים של גז ואבק שכוכבים מתהווים בהם, וכן את דיסקות הגז והאבק מסביב לקדם-כוכבים, שכוכבי לכת נוצרים בהם. מטרת סריקה זו היא חיפוש אחר המרכיבים ההכרחיים לחיים כפי שאנו מכירים אותם: מים ותרכובות אורגניות. לשם כך, הטלסקופ יסרוק בטווח הארוך הסמוך לתת-אדום – טווח שמאפשר להתבונן דרך האבק האופף כוכבי שבת ולכת בשלבי היווצרותם.
כמה אור יש ביקום?
לכאורה גם טלסקופ החלל ג'יימס ווב מצלם בתת-אדום הקרוב, ואין ספק שהוא עוצמתי בהרבה מ-SPHEREx. אולם שעה שג'יימס ווב מצלם פורטרטים של כוכבי לכת, כוכבי שבת וגלקסיות, SPHEREx מתמחה בתמונות פנורמיות. הוא יערוך את הסקר הראשון של כל שמי הלילה, ויעשה זאת בעושר חסר תקדים של 102 צבעים בטווח התת-אדום, כדי להבין טוב יותר את המרחק לגופים השונים ואת הרכבם הכימי. זאת ועוד, SPHEREx יצלם את כל השמיים מדי חצי שנה, כלומר לפחות ארבע פעמים במהלך משימתו, מה שיאפשר למדענים להבחין בשינויים בקנה מידה קוסמי.
למעשה, הסקר שיערוך SPHEREx יהיה מקיף עד כדי כך, שהוא ינסה לענות אחת השאלות הגדולות ביותר – פשוטו כמשמעו: כמה אור יש ביקום? עד כה, טלסקופים כמו ווב או האבל מדדו ברזולוציות גבוהות מאוד את תפוקת האור מגלקסיות מסוימות, או מאזורים מסוימים של היקום, ומדענים ניסו אחר כך להעריך בקירוב (אקסטרפולציה) באמצעות האור שנמדד כמה אור נפלט מכל טריליוני הגלקסיות ביקום. הגישה של SPHEREx שונה: הוא הולך למדוד את כל הזוהר מכל הגלקסיות ביקום, לרבות מגלקסיות קטנות, רחוקות או עמומות מדי כל כך שאי אפשר לצלם אותן במישרין בטכנולוגיה הקיימת. זה כמו ההבדל בין לנסות להעריך סטטיסטית כמה עצים יש בעולם על ידי מספר תמונות מקומיות וחדות בחלק מהיערות, לבין להעריך את מספר העצים על בסיס צילום רחב של כל היערות בכדור הארץ, למשל מלוויין בחלל. ההערכות הקודמות הן לא יותר מניחוש מושכל לעומת אלה שיתבססו על SPHEREx.
כאמור, SPHEREx וטלסקופ החלל המשוכלל והעוצמתי בעולם ג'יימס ווב מצלמים פחות או יותר באותם התדרים, ואין זה מקרה. תופעות מעניינות שיאתר SPHEREx בתמונות הרחבות שלו – ישמשו כמטרות לתצפיות עומק של ווב. המפות של SPHEREx גם ישלימו את תצלומי הרוחב שיצלם מעל-סגול קרוב לתת-אדום קרוב מצפה הכוכבים החדש ורה רובין, שצפוי לראות אור ראשון בהמשך השנה.
גם להק לווייני זעיר לחקר רוח השמש
טלסקופ החלל החדש, שעלה חצי מיליארד דולר "בלבד" (בהשוואה לעלותו של ג'יימס ווב בסך 10 מיליארד דולר), לא ישוגר לבדו. יתפסו איתו טרמפ בטיסה של ספייס אקס להק של ארבעה מיקרו-לוויינים בשם PUNCH, שימפו בתלת-ממד את רוח השמש מאמצע הקורונה (העטרה) ועד ליחידה אסטרונומית אחת (המרחק בין השמש לארץ). זאת, במטרה להבין טוב יותר את המנגנונים שמאחורי סערות והתפרצויות שמש, המסכנות את שלומם של אסטרונאוטים ושל לוויינים, ולייצר מנגנון התרעה יעיל.
