Lancé le 11 mars, l'Observatoire Spherex Space de la NASA a passé les six dernières semaines à passer des caisses, des étalonnages et d'autres activités pour s'assurer qu'il fonctionne comme il se doit. Maintenant, il mappait le ciel entier – pas une grande partie de celui-ci – pour tracer les positions de centaines de millions de galaxies en 3D pour répondre à de grandes questions sur l'univers.
Le 1er mai, le vaisseau spatial a commencé des opérations scientifiques régulières, qui consistent à prendre environ 3 600 images par jour pour les deux prochaines années pour fournir de nouvelles idées sur les origines de l'univers, des galaxies et des ingrédients pour la vie de la Voie lactée.
« Grâce au travail acharné des équipes de la NASA, de l'industrie et du monde universitaire qui ont construit cette mission, Spherex fonctionne tout comme nous nous attendions et produira des cartes du ciel complet contrairement à tout ce que nous avons eu auparavant », a déclaré Shawn Domagal-Goldman, directeur par intérim de la division Astrophysics à la NASA Headquarters à Washington.
« Ce nouvel observatoire ajoute à la suite de missions de sondage d'astrophysique basées sur l'espace menant au lancement du télescope spatial romain Nancy Grace Roman de la NASA. Avec ces autres missions, Spherex jouera un rôle clé en répondant aux grandes questions sur l'univers que nous abordons à la NASA tous les jours. »
De son perchoir en orbite terrestre, Spherex regarde dans l'obscurité, pointant loin de la planète et du soleil. L'Observatoire complètera plus de 11 000 orbites sur ses 25 mois d'opérations d'enquête prévues, entourant la Terre environ 14½ fois par jour.
Il orbite la terre du nord au sud, passant sur les poteaux, et chaque jour, il prend des images le long d'une bande circulaire du ciel. Au fur et à mesure que les jours passent et que la planète se déplace autour du soleil, le champ de vision de Spherex change également, de sorte qu'après six mois, l'observatoire aura regardé dans l'espace dans toutes les directions.
Lorsque Spherex prend une photo du ciel, la lumière est envoyée à six détecteurs qui produit chacun une image unique capturant différentes longueurs d'onde de lumière. Ces groupes de six images sont appelés exposition et Spherex prend environ 600 expositions par jour.
Lorsque cela se fait avec une exposition, l'ensemble de l'observatoire déplace la position – les miroirs et les détecteurs ne se déplacent pas comme ils le font sur d'autres télescopes. Plutôt que d'utiliser des propulseurs, Spherex repose sur un système de roues de réaction, qui tourne à l'intérieur du vaisseau spatial pour contrôler son orientation.
Des centaines de milliers d'images de Spherex seront tissées numériquement ensemble pour créer quatre cartes tout-ciel en deux ans. En cartographiant le ciel entier, la mission fournira de nouvelles informations sur ce qui s'est passé dans la première fraction de seconde après le Big Bang. Dans ce bref instant, un événement appelé Inflation Cosmic a provoqué une fois à l'univers.
« Nous allons étudier ce qui s'est passé sur les échelles de plus petite taille des premiers moments de l'univers en regardant l'univers moderne à l'échelle la plus grande », a déclaré Jim Fanson, chef de projet de la mission au Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud. « Je pense qu'il y a un arc poétique à cela. »
L'inflation cosmique a subtilement influencé la distribution de la matière dans l'univers, et des indices sur la façon dont un tel événement pourrait se produire sont écrits dans les positions des galaxies à travers l'univers. Lorsque l'inflation cosmique a commencé, l'univers était plus petit que la taille d'un atome, mais les propriétés de cet univers précoce étaient étirées et influencent ce que nous voyons aujourd'hui.
Aucun autre événement ou processus connu n'implique la quantité d'énergie qui aurait été nécessaire pour stimuler l'inflation cosmique, donc l'étudier présente une occasion unique de comprendre plus profondément le fonctionnement de notre univers.
« Certains d'entre nous travaillent vers cet objectif depuis 12 ans », a déclaré Jamie Bock, enquêteur principal de la mission chez Caltech et JPL. « La performance de l'instrument est aussi bonne que nous l'espérions.
Champ de couleur
L'observatoire Spherex ne sera pas le premier à cartographier tout le ciel, mais ce sera le premier à le faire dans tant de couleurs. Il observe 102 longueurs d'onde, ou couleurs, de lumière infrarouge, qui sont indétectables à l'œil humain. Grâce à une technique appelée spectroscopie, le télescope sépare la lumière en longueurs d'onde – un peu comme un prisme crée un arc-en-ciel à partir de la lumière du soleil – révélant toutes sortes d'informations sur les sources cosmiques.
Par exemple, la spectroscopie peut être exploitée pour déterminer la distance d'une galaxie lointaine, des informations qui peuvent être utilisées pour transformer une carte 2D de ces galaxies en une 3D. La technique permettra également à la mission de mesurer la lueur collective de toutes les galaxies qui ont jamais existé et de voir comment cette lueur a changé au cours de la période cosmique.
Et la spectroscopie peut révéler la composition des objets. En utilisant cette capacité, la mission recherche de l'eau et d'autres ingrédients clés à la vie dans ces systèmes de notre galaxie. On pense que l'eau dans les océans de la Terre est originaire de molécules d'eau congelées attachées à la poussière dans le nuage interstellaire où le soleil s'est formé.
La mission Spherex fera plus de 9 millions d'observations de nuages interstellaires dans la Voie lactée, cartographiant ces matériaux à travers la galaxie et aidant les scientifiques à comprendre comment les différentes conditions peuvent affecter la chimie qui a produit de nombreux composés trouvés sur Terre aujourd'hui.
