|
Телескоп Sphere будет искать ингредиенты жизни
|
|
|
|
Где находится вода, которая может образовывать океаны на отдаленных планетах и спутниках? Астрофизическая миссия SPHEREx проведет исследование галактики и подведет итоги. Каждый живой организм на Земле нуждается в воде для выживания, поэтому ученые, ищущие жизнь за пределами нашей Солнечной системы, часто руководствуются фразой "следуйте за водой". Миссия НАСА SPHEREx (спектрофотометр для изучения истории Вселенной, эпохи реионизации и исследования льдов), запуск которой запланирован не ранее четверга, 27 февраля, поможет в этом поиске.
|
|
|
|
После полета на борту космического корабля SpaceX Falcon 9 с базы военно-космических сил Ванденберг в Калифорнии обсерватория будет искать воду, углекислый газ, монооксид углерода и другие ключевые ингредиенты для жизни, замороженные на поверхности частиц межзвездной пыли в облаках газа и пыли, где в конечном итоге образуются планеты и звезды.
|
|
|
|
Хотя в космосе нет океанов или озер, свободно плавающих в космосе, ученые полагают, что именно в этих резервуарах льда, связанных с мелкими пылинками, образуется и находится большая часть воды в нашей Вселенной. Кроме того, вода в океанах Земли, а также на других планетах и спутниках нашей галактики, вероятно, возникла в таких местах.
|
|
|
|
|
|
|
Миссия будет сосредоточена на изучении массивных областей газа и пыли, называемых молекулярными облаками. В рамках этих исследований SPHEREx также рассмотрит некоторые новообразованные звезды и диски из материала вокруг них, из которых рождаются новые планеты.
|
|
|
|
Хотя космические телескопы, такие как Джеймс Уэбб из НАСА и вышедший на пенсию "Спитцер", обнаружили воду, углекислый газ, монооксид углерода и другие соединения в сотнях объектов, обсерватория SPHEREx является первой обсерваторией, обладающей уникальным оборудованием для проведения крупномасштабного исследования галактики в поисках водяного льда и других замороженных соединений.
|
|
|
|
Вместо того, чтобы делать 2D-снимки объекта, такого как звезда, SPHEREx будет собирать 3D-данные в зоне видимости. Это позволяет ученым увидеть количество льда, присутствующего в молекулярном облаке, и наблюдать, как меняется состав льда в облаке в различных условиях.
|
|
|
|
Проведя более 9 миллионов наблюдений в режиме прямой видимости и проведя самый масштабный в истории обзор этих материалов, миссия поможет ученым лучше понять, как эти соединения образуются в пылинках и как различные среды могут влиять на их содержание.
|
|
Верхушка айсберга
|
|
|
|
Логично предположить, что состав планет и звезд должен отражать молекулярные облака, в которых они образовались. Однако исследователи все еще работают над подтверждением специфики процесса формирования планет, и Вселенная не всегда соответствует ожиданиям ученых.
|
|
|
|
Например, запущенный в 1998 году космический аппарат НАСА "Субмиллиметровый волновой астрономический спутник" (SWAS) обследовал галактику на предмет наличия воды в газообразной форме, в том числе в молекулярных облаках, но обнаружил гораздо меньше, чем ожидалось.
|
|
|
|
"Это озадачило нас на некоторое время", - сказал Гэри Мелник, старший астроном Центра астрофизики Гарварда и Смитсоновского института и член научной команды SPHEREx. "В конце концов мы поняли, что SWAS обнаружила газообразную воду в тонких слоях вблизи поверхности молекулярных облаков, что позволяет предположить, что внутри облаков может быть гораздо больше воды, запертой в виде льда".
|
|
|
|
Гипотеза команды миссии также имела смысл, потому что SWAS обнаружил меньше газообразного кислорода (два связанных атома кислорода), чем ожидалось. Они пришли к выводу, что атомы кислорода прилипли к частицам межзвездной пыли, а затем соединились с атомами водорода, образуя воду. Более поздние исследования подтвердили это. Более того, облака защищают молекулы от космического излучения, которое в противном случае разрушило бы эти соединения. В результате водяной лед и другие материалы, хранящиеся глубоко в недрах облака, защищены.
|
|
|
|
Когда звездный свет проходит через молекулярное облако, молекулы, такие как вода и углекислый газ, блокируют определенные длины волн света, создавая отчетливую сигнатуру, которую SPHEREx и другие миссии, такие как Webb, могут идентифицировать с помощью метода, называемого абсорбционной спектроскопией.
|
|
|
|
В дополнение к более подробному описанию содержания этих замороженных соединений, SPHEREx поможет исследователям ответить на такие вопросы, как то, как глубоко в молекулярных облаках начинает формироваться лед, как содержание воды и других льдов меняется в зависимости от плотности молекулярного облака и как это содержание меняется после образования звезды.
|
|
|
|
Мощные партнерские отношения
|
|
|
|
Как обзорный телескоп, SPHEREx предназначен для относительно быстрого изучения больших участков неба, и его результаты могут быть использованы в сочетании с данными целевых телескопов, таких как Webb, которые наблюдают значительно меньшую площадь, но могут видеть свои цели более детально.
|
|
|
|
"Если SPHEREx обнаружит особенно интересное местоположение, Уэбб сможет изучить эту цель с более высоким спектральным разрешением и на длинах волн, которые SPHEREx не может обнаружить", - сказал Мельник. "Эти два телескопа могли бы стать высокоэффективным партнером".
|
|
Подробнее о SPHEREx
|
|
|
|
SPHEREx управляется Лабораторией реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии для астрофизического отдела Управления научных миссий в штаб-квартире НАСА в Вашингтоне. Компания BAE Systems (ранее Ball Aerospace) построила телескоп и космический аппарат bus.
|
|
|
|
Научный анализ данных SPHEREx будет проведен командой ученых из 10 учреждений в США, двух в Южной Корее и одного на Тайване. Данные будут обработаны и заархивированы в IPAC в Калифорнийском технологическом институте, который управляет лабораторией лабораторных исследований для НАСА.
|
|
|
|
Главный исследователь миссии работает в Калифорнийском технологическом институте (Caltech) по совместительству с JPL. Набор данных SPHEREx будет размещен в открытом доступе в научном архиве NASA/IPAC Infrared Science Archive.
|
|
|
|
Источник
|
