美國宇航局的新型太空望遠鏡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，但這些圖像已經展現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。所有系統運行完美，為雄心勃勃的全天測繪任務奠定了基礎。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，以揭示有關水的起源、星系距離甚至早期宇宙物理學的秘密。在所有系統正常運行且超冷探測器聚焦和功能齊全的情況下，該任務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 日發射后拍攝的初始圖像證實所有系統均按預期運行。

雖然這些早期圖像尚未校準，還不能進行科學分析，但它們提供了 SPHEREx 令人驚嘆的廣闊天空視野的預覽。圖像中的每個亮點都代表一個光源，例如恒星或星系，預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校準的圖像，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 月底開始常規科學操作，SPHEREx 每天將拍攝約 600 張曝光照片。

“我們的航天器已經睜開眼睛觀察宇宙，”加州理工學院和美國宇航局噴氣推進實驗室的 SPHEREx 項目科學家奧利維爾·多雷 (Olivier Doré) 說道，這兩所實驗室均位于南加州。“它的表現與設計完全一致。”

這張未校準的 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。右側的兩個插圖放大了一張圖像的某些部分，展示了望遠鏡捕捉暗淡遙遠星系的能力。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。

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。有了這些數據，科學家可以研究從宇宙誕生后不到一秒內支配宇宙的物理學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 副項目經理貝絲·法賓斯基 (Beth Fabinsky) 說道。“還有很多工作要做，但這是巨大的回報。哇！太贊了！”

在過去兩周里，負責管理 NASA 任務的 JPL 的科學家和工程師對航天器進行了一系列檢查，結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鏡探測紅外光（有時稱為熱輻射）的能力。新圖像還顯示望遠鏡的聚焦正確。聚焦完全在發射前完成，無法在太空中調整。

加州理工學院和噴氣推進實驗室的 SPHEREx 首席研究員杰米·博克 (Jamie Bock) 表示：“根據我們看到的圖像，我們現在可以說儀器團隊成功了。”

美國宇航局的哈勃望遠鏡和詹姆斯·韋伯太空望遠鏡等望遠鏡的設計初衷是詳細觀測太空中的小區域，而 SPHEREx 則是一臺巡天望遠鏡，視野開闊。將其觀測結果與目標望遠鏡的觀測結果相結合，將使科學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期間四次繪制整個天空地圖。SPHEREx 將使用一種稱為光譜學的技術，收集來自數億顆恒星和星系的光，其波長比任何其他全天空巡天望遠鏡都要多。

當光線進入 SPHEREx 望遠鏡時，它會被引導到兩條路徑上，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。雖然標準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 項目經理 Jim Fanson 總結說：“人類付出了巨大的努力才得以實現這一目標，我們的工程團隊做得非常出色，讓我們取得了今天的成就。”

關于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，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構等各方面的數據。SPHEREx 由美國宇航局的噴氣推進實驗室 (JPL) 為該機構的天體物理學部門管理，由加州理工學院的首席研究員領導，并在 JPL 任職。

該望遠鏡和航天器平臺由 BAE 系統公司（前身為 Ball Aerospace）制造，而加州理工學院負責監督該儀器的集成。來自 10 所美國機構以及韓國和臺灣的團隊組成的多元化科學家團隊將進行科學分析。所有任務數據將在加州理工學院的IPAC進行處理和存檔，并通過 NASA-IPAC紅外科學檔案向公眾開放。加州理工學院還為 NASA 管理 JPL。

編譯自/ScitechDaily