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SPHEREx, la nave que investigará cómo se expandió el universo tras su creación

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Entre otros objetivos, el futuro telescopio espacial SPHEREx de la NASA deberá cartografiar el cielo entero para estudiar la rápida expansión del universo que ocurrió justo después del Big Bang, la colosal «explosión» con la que nació el universo.

El SPHEREx (siglas en inglés de “Espectrofotómetro para la Historia del Universo, la Época de la Reionización y Explorador de Hielos”) está un paso más cerca de su lanzamiento al espacio. El proyecto ha entrado oficialmente en la fase C, un término de la jerga de la NASA que significa que la agencia ha aprobado los planes de diseño preliminares para el observatorio, y que se puede empezar a trabajar en la creación de un diseño final y detallado, así como en la construcción del hardware y el software.

El lanzamiento de SPHEREx está programado para no antes de junio de 2024 y no más tarde de abril de 2025. Sus instrumentos detectarán luz de una porción del espectro electromagnético conocida como infrarrojo cercano, debido a que es el segmento de la banda infrarroja más cercano por longitud de onda a la banda de la luz visible.  Concretamente, captará longitudes de onda que son solo varias veces más largas que la longitud de onda de la luz visible. Se llama “luz visible” a la parte del espectro electromagnético que resulta directamente visible para el ojo humano.

Durante su misión de dos años, cartografiará todo el cielo cuatro veces, creando una masiva base de datos de estrellas, galaxias, nebulosas (nubes de gas y polvo en el espacio), y muchos otros objetos celestes.

Del tamaño de un coche pequeño, este telescopio espacial utilizará una técnica llamada espectroscopia para dividir la luz del infrarrojo cercano en sus longitudes de onda individuales, o colores, al igual que un prisma divide la luz solar en los colores que la componen. Los datos de

 la espectroscopia pueden revelar de qué está hecho un objeto, porque los elementos químicos individuales absorben e irradian longitudes de onda de luz específicas. También se puede usar para estimar la distancia de un objeto a la Tierra, lo que significa que el mapa de SPHEREx será tridimensional. SPHEREx será la primera misión de la NASA en construir un mapa de espectroscopia de cielo completo en el infrarrojo cercano, y observará un total de 102 colores del infrarrojo cercano.

«Es como pasar de las imágenes en blanco y negro al color» compara Allen Farrington, del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA, en Pasadena, California, Estados Unidos, que es uno de los principales directivos del proyecto.

La principal misión de SPHEREx será buscar evidencias de un proceso que debió suceder menos de una milmillonésima de milmillonésima de segundo después del Big Bang. En esa fracción de segundo, el espacio mismo parece ser que se expandió con asombrosa celeridad en un proceso que los científicos llaman inflación cósmica. Ese súbito hinchamiento debió influir en la distribución de la materia por el cosmos, y diversas evidencias de esa influencia aún estarían presentes hoy en día. Con SPHEREx, los científicos cartografiarán la posición de miles de millones de galaxias con respecto a las demás, buscando patrones estadísticos causados por la inflación cósmica. Los patrones podrían ayudar a los científicos a entender la física que impulsó la expansión.

La segunda misión es estudiar la historia de la formación de las galaxias, comenzando con las primeras estrellas que se encendieron después del Big Bang y extendiéndose hasta las galaxias actuales. SPHEREx hará esto estudiando el tenue brillo proyectado por todas las galaxias del universo. El brillo, que es la razón por la que el cielo nocturno no es perfectamente oscuro, varía a través del espacio porque las galaxias tienden a estar agrupadas en vez de a estar esparcidas homogéneamente por todo el cosmos. Haciendo mapas de muchos colores, los científicos de SPHEREx podrán averiguar cómo se generó luz con el paso del tiempo y comenzar a descubrir cómo las primeras galaxias forjaron inicialmente estrellas.

Por último, los científicos usarán el mapa de SPHEREx para buscar hielo de agua y moléculas orgánicas congeladas (los “ladrillos” con los que se construye la vida en la Tierra) alrededor de nuevas estrellas de nuestra galaxia. El hielo de agua se afianza sobre granos de polvo en frías y densas nubes de gas por muchas zonas de la galaxia. Dentro de estas nubes, se forman jóvenes estrellas. A su vez, a partir de discos de material sobrante alrededor de esas estrellas, se forman planetas.

Los hielos en estos discos protoplanetarios podrían sembrar planetas con agua y otras moléculas orgánicas. De hecho, el agua de los océanos de la Tierra probablemente comenzó como hielo interestelar. Existe un gran interés en averiguar con qué frecuencia los materiales de los que depende la vida, como el agua, se incorporan a sistemas planetarios jóvenes. Esto ayudará a conocer cómo son los sistemas planetarios comunes en todo el cosmos y a corroborar que el nuestro es común tal como se tiende a creer ahora. (Fuente: NCYT de Amazings)

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