摘要：2024年8月，SPHEREx在科罗拉多州博尔德的BAE Systems进行测试。该任务将首次在近红外波段开展全天光谱测绘，助力破解天体物理学核心问题。
2024年8月，SPHEREx在科罗拉多州博尔德的BAE Systems进行测试。该任务将首次在近红外波段开展全天光谱测绘，助力破解天体物理学核心问题。
图片来源：BAE Systems/NASA/JPL-Caltech
形似扩音喇叭的SPHEREx任务将通过红外光绘制全天图，揭示宇宙的终极奥秘。NASA的SPHEREx空间天文台计划于2025年2月27日（不早于该日期）从加州范登堡太空军基地发射，为天文学家提供前所未有的宇宙全景视角。SPHEREx全称为“宇宙历史、再电离时期及冰层光谱光度探测器”，将利用102个红外波段对整个天球进行测绘，追溯宇宙起源、星系演化及银河系内生命关键成分的踪迹。以下是关于该任务的六大要点：
1. 揭示宇宙暴胀的物理机制
大爆炸后的第一个十亿分之一万亿分之一万亿分之一秒（10^-33秒），宇宙经历了万亿亿倍的规模暴胀。这一近乎瞬时的暴胀事件发生于约140亿年前，其影响仍可见于当今宇宙物质的大尺度分布。通过绘制4.5亿个星系的分布图，SPHEREx将帮助科学家深入理解这一极端宇宙事件背后的物理规律。
2. 测量星系群集的整体辉光
以往科学家通过观测单个星系并推算宇宙万亿星系总量来估算宇宙历史总发光量。SPHEREx则另辟蹊径——直接测量所有星系（包括其他望远镜难以探测的微小、弥散或遥远星系）的累积辉光。结合其他望远镜的星系个体研究，这一数据将完整揭示宇宙主要光源的全貌。
3. 搜寻银河系中的生命基石
水与二氧化碳等分子是生命存在的关键成分。SPHEREx将探测恒星与行星形成的星际气体尘埃云中冻结的此类分子，精确定位这些冰态化合物在银河系中的分布与丰度，为研究新生行星物质中的成分可用性提供依据。
蛇夫座ρ分子云等星际云是恒星与行星的诞生地。SPHEREx将普查银河系内此类区域，测量水冰及其他冻结分子的丰度。
图片来源：NASA/JPL-Caltech
4. 补强NASA空间望远镜阵列的观测能力
哈勃与韦布等望远镜通过高分辨率聚焦宇宙局部，而“宇宙总发光量”等问题需仰赖全景视角。SPHEREx的全天图将为此类宏观研究奠基，其发现的科学目标可再由哈勃、韦布等望远镜深入观测。
5. 绘制史上最精细的“多彩”全天图
SPHEREx通过光谱技术将红外光分解为组分波长（类似棱镜分光），分析天体距离与构成。其光谱图将揭示银河系内水冰等化合物的踪迹，测算宇宙星系总发光量及其在不同历史阶段的亮度变化，并绘制数亿星系的3D分布图，研究暴胀对当今宇宙大尺度结构的影响。
6. 锥形设计保障极低温探测
为屏蔽自身红外辐射干扰微弱宇宙信号，SPHEREx的望远镜与探测器需在约零下210°C下运行。任务采用全被动冷却系统（无电力或冷却剂），依靠三层锥形光子屏蔽罩隔绝地日热量，并通过镜面结构将仪器热量导向深空。这一独特设计赋予航天器标志性的外形。
参考
来源：NASA爱好者