A Földön minden élő szervezetnek szüksége van vízre a túléléshez, így amikor a Naprendszeren kívüli égitesteken az élet után kutatunk, a vizet kell követnünk. A NASA február 27-én tervezi útjára bocsátani a SPHEREx-űrtávcsövet, amely ebben a kutatásban fog segíteni.
Az űreszközt egy SpaceX Falcon 9-es rakétával fogják felbocsátani a Vandenberg Légitámaszpontról. Ezután többek között víz, szén-dioxid és szén-monoxid nyomait fogja keresni a csillagközi porszemcsék felületén azokban gáz- és porfelhőkben, amelyekben a bolygók és csillagok keletkeznek.
Az űrben nem úszkálnak szabadon óceánok és tavak. A kutatók szerint a Világegyetem vízkészletének nagy része ezekben az apró porszemcsékhez kötődő, jégtározó közegekben található. A földi óceánok, valamint más planéták és holdak vize valószínűleg innen származik.
A küldetés főként a molekulafelhőket, vagyis a porból és gázból álló hatalmas térségeket fogja vizsgálni. Nemcsak vizet, de újszülött csillagokat, valamint az azok körül található korongokat, a bolygók keletkezési helyeit is megfigyeli majd.
A NASA James Webb-űrtávcsöve és a már leszerelt Spitzer-űrtávcső ugyan több száz célponton detektált vizet, szén-dioxidot, szén-monoxidot és más vegyületeket, de a SPHEREx obszervatórium lesz az első, amelyet egyedileg arra terveztek, hogy nagyszabású felmérést végezzen a galaxisban található vízjégről és más fagyott vegyületekről.
A SPHEREx nem kétdimenziós felvételeket fog készíteni: háromdimenziós adatokat gyűjt a teljes látóiránya mentén. A kutatók így megfigyelhetik, mennyi vízjég található egy molekulafelhőben, és megtudhatják, hogyan változik a vegyületek összetétele a különböző környezetekben.
Több mint 9 millió ilyen megfigyelésből soha nem látott mennyiségű adathoz jutnak a kutatók, akik így jobban megérthetik, miképpen alakulnak ki ezek a vegyületek a porszemcséken, és milyen hatással vannak a különböző környezetek rájuk.
Logikus, hogy a bolygók és csillagok összetétele hasonítson arra a molekulafelhőre, amelyben kialakultak. A kutatók továbbra is igyekeznek megfejteni a bolygók kialakulásának részleteit, és a Világegyetem nem mindig veszi figyelembe, hogy mit tartanak logikusnak… A NASA 1998-ban felbocsátott Submillimeter Wave Astronomy Satellite (SWAS) műholdja például átkutatta a galaxist vízgőz után, de sokkal kevesebbet talált, mint azt várták.
„Ez egy ideig zavarba ejtő volt.” – mondta Gary Melnick (Harvard & Smithsonian), a SPHEREx kutatócsoportjának tagja. „Végül rájöttünk, hogy a SWAS a molekulafelhők felszíni, vékony rétegeiben detektálta a vízgőz jeleit, ami arra utal, hogy a felhők belsejében, jég formában sokkal több víz rejtőzhet.”
Az elmélet már csak azért is lehet helytálló, mert a SWAS kevesebb oxigénmolekulát (két, összekapcsolódott oxigénatomot) talált, mint várták. Arra a következtetésre jutottak, hogy az oxigénatomok a csillagközi porszemcsékhez tapadnak, aztán hidrogénatomokhoz csatlakozva képeztek vizet. A későbbi megfigyelések ezt megerősítették. A felhők ráadásul pajzsként védelmezik a molekulákat a kozmikus sugárzástól, amely másképp darabokra tépné őket. Ennek eredményeképpen a vízjég és más vegyületek a felhők belsejében, védett környezetben tárolódnak.
Ahogy egy csillag fénye áthatol egy molekulafelhőn, a vízhez és a szén-dioxidhoz hasonló molekulák blokkolják annak egyes hullámhosszait. A James Webb-űrtávcsővel, abszorpciós spektroszkópia segítségével elemezhetjük ezt a jellegzetes aláírást.
A SPHEREx nemcsak a fagyott vegyületek mennyiségéről ad majd pontosabb képet, de választ adhat például arra is, hogy milyen mélyen kezd kialakulni a felhőkben a jég, hogyan változik a mennyisége a molekulafelhő sűrűségével, és mi történik, amikor egy csillag kialakul.
Forrás: https://www.jpl.nasa.gov/news/nasas-spherex-space-telescope-will-seek-lifes-ingredients/
Szerző: Ujhelyi Borbála, Kutatási asszisztens
CSFK Konkoly-Thege Miklós Csillagászati Intézet