SPHEREx, la prima mappa del cielo della NASA in 102 colori infrarossi

Il telescopio spaziale SPHEREx della NASA ha completato la sua prima, straordinaria impresa: una mappa dell'intero cielo realizzata non in uno, ma in 102 colori diversi della luce infrarossa. È un tipo di immagine che nessun osservatorio aveva mai prodotto, e che permetterà agli astronomi di misurare la distanza di centinaia di milioni di galassie e di rispondere a domande grandi quanto l'universo: dal primo istante dopo il Big Bang all'origine dell'acqua nello spazio. L'annuncio è stato dato dal Jet Propulsion Laboratory della NASA.

Un telescopio che fotografa tutto il cielo in 102 colori

SPHEREx, acronimo di Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization and Ices Explorer, è stato lanciato l'11 marzo 2025 dalla base spaziale di Vandenberg, in California, a bordo di un razzo Falcon 9 di SpaceX. Opera in un'orbita bassa attorno alla Terra, a circa 650 chilometri di quota, sincrona con il Sole, una configurazione che gli permette di mantenere stabile la temperatura dei suoi strumenti, raffreddati passivamente per "vedere" l'infrarosso senza essere accecati dal calore della sonda stessa. La missione, dal costo di circa 488 milioni di dollari, è guidata dal principal investigator James "Jamie" Bock del California Institute of Technology, che gestisce il progetto per conto della NASA.

Come funziona: spettroscopia per ogni punto del cielo

La caratteristica rivoluzionaria di SPHEREx è la spettroscopia applicata a tutto il cielo. Mentre un telescopio tradizionale fotografa il cosmo in pochi colori, questo strumento scompone la luce di ogni punto che osserva in 102 bande distinte, comprese fra 0,75 e 5 micron di lunghezza d'onda. Ogni banda contiene informazioni diverse: scomporre la luce in così tante sfumature equivale a leggere la "carta d'identità chimica" di ciò che si osserva e, soprattutto, a misurarne la distanza grazie al redshift, lo spostamento verso il rosso prodotto dall'espansione dell'universo. Per costruire la sua prima mappa completa, raccolta tra maggio e dicembre 2025, il telescopio ha scattato centinaia di esposizioni al giorno, ruotando lentamente per coprire l'intera volta celeste. Nei due anni di missione primaria SPHEREx mapperà il cielo per intero quattro volte.

Per avere un'idea della mole di lavoro: la prima mappa è in realtà composta da 102 mappe sovrapposte, una per ciascuna banda di colore, e cataloga centinaia di milioni di sorgenti luminose tra galassie lontane e stelle della Via Lattea. Ogni oggetto non è solo un puntino, ma porta con sé uno spettro, cioè la firma della sua composizione e del suo movimento. È questa combinazione di ampiezza (tutto il cielo) e profondità spettrale (102 colori) a rendere SPHEREx uno strumento senza precedenti, capace di trasformare una semplice fotografia del cosmo in un gigantesco archivio tridimensionale.

Tre grandi domande: inflazione, acqua e luce delle galassie

Gli obiettivi scientifici sono tre, tutti ambiziosi. Il primo riguarda i primissimi istanti dell'universo: misurando la posizione tridimensionale di circa 450 milioni di galassie, gli scienziati potranno studiare l'inflazione cosmica, l'espansione esponenziale che si ritiene abbia gonfiato lo spazio in una frazione di secondo dopo il Big Bang, cercandone le impronte nella distribuzione su grande scala della materia. Il secondo obiettivo è più vicino a casa: SPHEREx misurerà la quantità di acqua, anidride carbonica e altri "ghiacci" congelati sui granelli di polvere all'interno di oltre nove milioni di nubi della nostra galassia, aiutando a capire come e dove si formino gli ingredienti necessari alla vita. Il terzo riguarda la luce di fondo prodotta dall'insieme di tutte le galassie esistite nella storia cosmica, un bagliore complessivo che racchiude la memoria luminosa dell'universo intero, come spiega la stessa NASA.

Non un rivale del James Webb, ma il suo complemento

Sarebbe un errore vedere in SPHEREx un concorrente del telescopio James Webb. I due strumenti lavorano in modo opposto e complementare: Webb è come un teleobiettivo potentissimo, capace di puntare un singolo oggetto lontanissimo e studiarlo in profondità; SPHEREx è invece un grandangolo che abbraccia tutto il cielo, individuando i bersagli più interessanti che gli osservatori di precisione potranno poi approfondire. Come ha sottolineato anche Scientific American, nessuna missione precedente aveva mappato l'intero cielo in così tanti colori: il predecessore WISE della NASA, per esempio, lo aveva fatto in poche bande. La differenza è enorme: passare da una manciata di colori a più di cento significa moltiplicare la quantità di informazione estraibile da ogni singolo pixel del cielo, e poter distinguere oggetti che a poche lunghezze d'onda apparirebbero identici. È il salto che separa una mappa stradale in bianco e nero da un atlante a colori ricco di dettagli.

Dati aperti a tutti

Forse l'aspetto più importante per la comunità scientifica è la politica di accesso libero. L'intero archivio di SPHEREx viene reso pubblico, consentendo a ricercatori di tutto il mondo di interrogare i dati senza dover attendere periodi di esclusiva. È un patrimonio che continuerà a crescere a ogni nuova scansione del cielo e che, secondo la NASA, alimenterà migliaia di studi negli anni a venire, ben oltre la durata della missione. Dopo aver consegnato la sua prima mappa in 102 colori, SPHEREx è appena all'inizio: la fotografia più dettagliata mai scattata all'universo nel suo insieme si arricchirà, scansione dopo scansione, di dettagli che oggi possiamo solo immaginare. Con ogni nuova passata, la mappa diventerà più profonda e più precisa, permettendo di confrontare lo stesso cielo in momenti diversi e di scovare anche gli oggetti più deboli e sfuggenti, quelli che emergono solo sommando molte osservazioni.