Lançado a 11 de março, o observatório espacial SPHEREx da NASA passou as últimas seis semanas a ser submetido a verificações, calibrações e outras atividades para garantir que está a funcionar devidamente. Agora está a mapear todo o céu - e não apenas uma grande parte dele - para determinar as posições de centenas de milhões de galáxias em 3D e responder a algumas grandes questões sobre o Universo. No dia 1 de maio, a nave espacial iniciou as operações científicas regulares, que consistem em captar cerca de 3600 imagens por dia durante os próximos dois anos, com o objetivo de fornecer novos conhecimentos sobre as origens do Universo, as galáxias e os ingredientes para a vida na Via Láctea.

"Graças ao trabalho árduo das equipas da NASA, da indústria e do mundo académico que construíram esta missão, o SPHEREx está a funcionar tal como esperávamos e produzirá mapas do céu completo diferentes de todos os que já tivemos antes", disse Shawn Domagal-Goldman, diretor interino da Divisão de Astrofísica na sede da NASA em Washington, EUA. "Este novo observatório vem juntar-se ao conjunto de missões de pesquisa astrofísica baseadas no espaço que conduzem ao lançamento do Telescópio Espacial Nancy Grace Roman da NASA. Juntamente com estas outras missões, o SPHEREx desempenhará um papel fundamental na resposta às grandes questões sobre o Universo que abordamos todos os dias na NASA".

A partir da sua posição em órbita da Terra, o SPHEREx olha para a escuridão, apontando para longe do planeta e do Sol. O observatório completará mais de 11.000 órbitas ao longo dos 25 meses de operações de pesquisa planeadas, dando a volta à Terra cerca de 14,5 vezes por dia. Orbita a Terra de norte a sul, passando sobre os polos, e todos os dias capta imagens ao longo de uma faixa circular do céu. À medida que os dias passam e o planeta se desloca em torno do Sol, o campo de visão do SPHEREx também se desloca, de modo que, ao fim de seis meses, o observatório terá olhado para o espaço em todas as direções.

Quando o SPHEREx tira uma fotografia do céu, a luz é enviada para seis detetores, cada um dos quais produz uma imagem única que capta diferentes comprimentos de onda da luz. A estes grupos de seis imagens chama-se uma exposição, e o SPHEREx efetua cerca de 600 exposições por dia. Quando termina uma exposição, todo o observatório muda de posição - os espelhos e os detetores não se movem como acontece com outros telescópios. Em vez de utilizar propulsores, o SPHEREx depende de um sistema de rodas de reação, que giram no interior da nave espacial para controlar a sua orientação.

Centenas de milhares de imagens do SPHEREx serão digitalmente combinadas para criar quatro mapas de todo o céu em dois anos. Ao mapear todo o céu, a missão fornecerá novos conhecimentos sobre o que aconteceu na primeira fração de segundo após o Big Bang. Nesse breve instante, um acontecimento chamado inflação cósmica fez com que o Universo se expandisse um quatrilião de vezes.

Esta imagem do SPHEREx da NASA mostra a mesma região do espaço que a anterior, mas num comprimento de onda infravermelho diferente (0,98 micrómetros) e a nuvem de poeira já não é visível. As moléculas que compõem a poeira - hidrocarbonetos aromáticos policíclicos - não irradiam luz nesta cor. Crédito: NASA/JPL-Caltech

"Vamos estudar o que aconteceu nas escalas mais pequenas dos primeiros momentos do Universo, observando o Universo moderno nas escalas maiores", disse Jim Fanson, gestor de projeto da missão no JPL da NASA, no sul da Califórnia. "Penso que há um arco poético nisso".

A inflação cósmica influenciou subtilmente a distribuição da matéria no Universo, e as pistas sobre como um tal acontecimento poderia ocorrer estão inscritas nas posições das galáxias em todo o Universo. Quando a inflação cósmica começou, o Universo era mais pequeno do que o tamanho de um átomo, mas as propriedades desse Universo primitivo foram esticadas e influenciam o que vemos hoje. Nenhum outro acontecimento ou processo conhecido envolve a quantidade de energia que teria sido necessária para impulsionar a inflação cósmica, pelo que o seu estudo constitui uma oportunidade única para compreender mais profundamente o funcionamento do nosso Universo.

"Alguns de nós têm vindo a trabalhar para este objetivo há 12 anos", disse Jamie Bock, o investigador principal da missão no Caltech e no JPL. "O desempenho do instrumento é tão bom quanto esperávamos. Isso significa que vamos poder fazer toda a ciência fantástica que planeámos e talvez até fazer algumas descobertas inesperadas".

Campo de cor

O observatório SPHEREx não será o primeiro a mapear todo o céu, mas será o primeiro a fazê-lo com tantas cores. Observa 102 comprimentos de onda, ou cores, de luz infravermelha, que não são detetáveis pelo olho humano. Através de uma técnica chamada espetroscopia, o telescópio separa a luz em comprimentos de onda - tal como um prisma cria um arco-íris a partir da luz solar - revelando todo o tipo de informação sobre fontes cósmicas.

Por exemplo, a espetroscopia pode ser utilizada para determinar a distância a uma galáxia longínqua, informação que pode ser usada para transformar um mapa 2D dessas galáxias num mapa 3D. A técnica também permitirá à missão medir o brilho coletivo de todas as galáxias que já existiram e ver como esse brilho se alterou ao longo do tempo cósmico.

E a espetroscopia pode revelar a composição dos objetos. Usando esta capacidade, a missão está a procurar água e outros ingredientes chave para a vida nestes sistemas da nossa Galáxia. Pensa-se que a água nos oceanos da Terra teve origem em moléculas de água gelada ligadas à poeira da nuvem interestelar onde o Sol se formou.

A missão SPHEREx fará mais de 9 milhões de observações de nuvens interestelares na Via Láctea, mapeando estes materiais em toda a Galáxia e ajudando os cientistas a compreender como diferentes condições podem afetar a química que produziu muitas das substâncias que hoje se encontram na Terra.

// NASA (comunicado de imprensa)

Quer saber mais?

Cobertura da missão SPHEREx pelo CCVAlg - Astronomia:
04/02/2025 - Fique a conhecer o SPHEREx, o mais recente telescópio espacial da NASA
19/02/2019 - Selecionada nova missão para explorar as origens do Universo

SPHEREx (Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization and Ices Explorer):
JPL/NASA
Caltech
Wikipedia

Universo:
Universo (Wikipedia)
Idade do Universo (Wikipedia)
Estrutura a grande-escala do Universo (Wikipedia)
Big Bang (Wikipedia)
Inflação cósmica (Wikipedia)
Cronologia do Big Bang (Wikipedia)