La missione Spherex (Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization and Ices Explorer) della Nasa scansionerà la volta celeste offrendo la visione più colorata dell’universo. Con un lancio programmato non oltre aprile 2025, Spherex sarà il primo telescopio spaziale a osservare centinaia di milioni di stelle e galassie in ben 102 colori nel vicino infrarosso, quindi invisibili all’occhio umano.
Ciò che percepiamo come colori sono in realtà diverse lunghezze d’onda della luce; a differenziarli è la distanza tra le creste dell’onda luminosa.
Se una stella o una galassia si sta muovendo, le sue onde luminose vengono allungate o compresse, cambiando il colore che sembra emettere. Gli astronomi possono misurare il grado di ‘stiramento’ o compressione della luce e usare queste informazioni per risalire alla distanza dalla Terra di uno specifico oggetto. Proprio come un prisma trasforma la luce solare in un arcobaleno, il telescopio utilizzerà la tecnica della spettroscopia per analizzare le proprietà della luce proveniente da oggetti lontani, scomponendola in singoli colori.
Spherex costruirà quindi una mappa tridimensionale della posizione di centinaia di milioni di galassie, consentendo agli scienziati di studiare l’inflazione, ovvero l’evento che ha causato l’espansione dell’universo di un trilione di trilioni di volte in meno di un secondo dopo il Big Bang, in altri termini dopo i primissimi istanti dall’esplosione. Le piccole differenze nella distribuzione della materia, amplificate durante l’inflazione, rimangono oggi impresse nella disposizione delle galassie. Misurando la loro distribuzione, sarà possibile comprendere meglio la natura di questo evento primordiale e la fisica che ha governato l’universo meno di un secondo dopo la sua nascita.
Un altro obiettivo scientifico di Spherex è quantificare il bagliore complessivo emesso da tutte le galassie, vicine e lontane, nel corso della storia cosmica, mostrando come la produzione di luce sia cambiata nel tempo e rivelando, ad esempio, se le prime galassie fossero più luminose o numerose di quanto si pensasse. Poiché la luce impiega milioni o miliardi di anni per raggiungerci, vediamo gli oggetti distanti come erano nel passato. Durante questo viaggio, l’espansione dell’universo allunga la luce cambiandone colore e lunghezza d’onda: Spherex può usare questi dati per risalire alla distanza e all’epoca della storia dell’universo in cui la luce è stata emessa.
Ancora, il telescopio analizzerà la distribuzione di acqua ghiacciata, anidride carbonica e altre molecole essenziali per la vita come la conosciamo in oltre nove milioni di direzioni diverse all’interno della Via Lattea. Gli scienziati ritengono che la maggior parte dell’acqua nella nostra galassia esista sotto forma di ghiaccio, legata alla superficie di piccoli granelli di polvere. In ambienti ricchi come le nubi dense in cui nascono le stelle, questi granelli ghiacciati possono entrare a far parte di nuovi pianeti, creando le condizioni necessarie per la formazione di oceani simili a quelli della Terra. L’osservatorio permetterà di individuare questi materiali grazie alla firma unica che ciascuna molecola deposita nei colori della luce che assorbe ed emette, offrendo nuovi indizi sulla disponibilità e la distribuzione di elementi chiave per la formazione dei pianeti.
Spherex combina i dati di telescopi come Hubble e James Webb, progettati per eseguire osservazioni spettroscopiche ad alta risoluzione di singoli oggetti o piccole regioni del cielo, e di quelli come il Wise (Wide-field Infrared Survey Explorer) della Nasa, costruito per osservare ampie sezioni del cielo, ma senza un’analisi spettroscopica dettagliata. Aggiungendo a questi approcci la capacità unica di osservazione in una gamma incredibilmente ricca di colori nell’infrarosso, possiamo aspettarci una visione più completa e dettagliata dell’universo.
«Siamo la prima missione a osservare l’intero cielo in così tanti colori», precisa Jamie Bock, principal investigator della missione Spherex. «Ogni volta che gli astronomi osservano il cielo in un modo nuovo, possiamo aspettarci delle scoperte».
In apertura: l’osservatorio Spherex della Nasa in fase di integrazione e collaudo presso la BAE Systems di Boulder, Colorado. Crediti: BAE Systems.
