SPHEREx太空天文台将从范登堡发射，绘制全天空红外光谱图

美国宇航局的 SPHEREx 太空天文台预计将于 2 月 27 日星期四从加利福尼亚州范登堡太空基地发射升空，它将为天文学家提供前所未有的宇宙全景图。SPHEREx 是宇宙历史分光光度计、再电离时代和冰探测器的简称，它将以 102 种红外颜色绘制整个天空，照亮我们宇宙的起源、其中的星系以及我们自己星系中生命的关键成分。以下是有关该任务的六件事。

1. SPHEREx 太空望远镜将揭示一种称为膨胀的宇宙现象。

在大爆炸后的第一个十亿分之一万亿分之一秒内，宇宙的体积增加了一万亿倍。这一几乎瞬间发生的事件被称为膨胀，发生在近 140 亿年前，其影响至今仍存在于宇宙物质的大规模分布中。通过绘制超过 4.5 亿个星系的分布图，SPHEREx将帮助科学家加深对这一极端宇宙事件背后物理原理的理解。

2. 该天文台将测量远近星系发出的集体辉光。

科学家们曾试图通过观察单个星系并推断宇宙中数万亿个星系来估计整个宇宙历史中所有星系的总光输出。SPHEREx 太空望远镜将采用不同的方法，测量所有星系的总辉光，包括其他望远镜无法轻易探测到的太小、太弥散或太远的星系。将这种整体辉光的测量结果与其他望远镜对单个星系的研究相结合，将为科学家提供更完整的宇宙中所有主要光源的图景。

3. 该任务将在银河系内寻找生命的必要组成部分。

如果没有水和二氧化碳等基本成分，我们所知的生命将无法存在。SPHEREx 天文台旨在寻找这些冻结在星际气体和尘埃云中的分子，恒星和行星就是在这些云中形成的。该任务将确定这些冰化合物在我们银河系中的位置和丰度，让研究人员更好地了解它们在新形成行星的原材料中的可用性。

4.它为美国宇航局的太空望远镜群增添了独特的优势。

美国宇航局的哈勃和韦伯等太空望远镜已经将宇宙的各个角落放大，以高分辨率向我们展示行星、恒星和星系。但有些问题——比如宇宙中所有星系总共发出多少光？——只有通过观察大局才能回答。为此，SPHEREx 天文台将提供涵盖整个天空的地图。SPHEREx 发现的具有科学意义的物体随后可以通过哈勃和韦伯等目标望远镜进行更详细的研究。

5. SPHEREx 天文台将绘制迄今为止最丰富多彩的全天空地图。

SPHEREx 天文台可以“看到”红外光。这种波长范围是人眼无法察觉的，因此非常适合研究恒星和星系。利用一种叫做光谱的技术，望远镜可以将光分解成它的组成颜色（各个波长），就像棱镜从阳光中产生彩虹一样，以此来测量到宇宙物体的距离并了解它们的成分。有了 SPHEREx 的光谱图，科学家将能够检测到我们星系中水冰等化合物的证据。他们不仅可以测量我们宇宙中星系发出的光的总量，还可以辨别在宇宙历史的不同时期总光的亮度。他们还将绘制数亿个星系的 3D 位置，以研究膨胀如何影响当今宇宙的大尺度结构。

6. 该航天器的圆锥形设计有助于它保持低温并看见微弱的物体。

该任务的红外望远镜和探测器需要在零下 350 华氏度（约零下 210 摄氏度）左右的温度下运行。这在一定程度上是为了防止它们产生自己的红外光，因为红外光可能会掩盖来自宇宙源的微弱光线。为了保持低温，同时简化航天器的设计和操作需求，SPHEREx 依靠完全被动的冷却系统——正常运行期间不使用电力或冷却剂。实现这一壮举的关键是三个锥形光子屏蔽，它们保护望远镜免受地球和太阳热量的影响，以及屏蔽下方的镜面结构，用于将仪器的热量引导到太空。这些光子屏蔽赋予了航天器独特的轮廓。

关于SPHEREx的更多信息

SPHEREx 由 NASA 喷气推进实验室负责管理，该实验室隶属于 NASA 华盛顿总部科学任务理事会内的天体物理学部门。BAE 系统公司（前身为 Ball Aerospace）建造了望远镜和航天器总线。SPHEREx 数据的科学分析将由来自美国 10 家机构、韩国 2 家机构和台湾 1 家机构的科学家团队进行。数据将在加州理工学院的IPAC进行处理和存档，该机构负责管理 NASA 的 JPL。任务首席研究员在加州理工学院工作，并由 JPL 联合任命。SPHEREx 数据集将在 NASA/IPAC 红外科学档案中公开。