SPHEREx 미션 / SPHEREx의 관측 방식

[烏鷺路로]

SPHEREx 미션
 
SPHEREx(Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization, and Ices Explorer)는 NASA가 주도하는 적외선 우주망원경 미션으로, 우주의 기원과 진화를 탐구하는 데 초점을 맞춘 야심찬 프로젝트입니다.
 
■ SPHEREx 미션 개요
- 목적: 우주의 초기 구조, 은하 형성, 성간 물질, 태양계 내 얼음 분포 등을 조사
- 관측 방식: 근적외선 분광광도계를 사용해 약 4억 5천만 개의 은하를 관측
- 관측 범위: 0.75~5.0 마이크로미터의 근적외선 파장
- 임무 기간: 약 25개월, 이 기간 동안 4차례 전천 탐사 수행 예정
- 발사 일정: 2025년 3월, SpaceX의 Falcon 9 로켓을 통해 발사됨

■ 주요 과학적 목표
 
분야 / 설명

우주 대규모 구조 분석	초기 우주의 물질 분포와 암흑에너지의 역할 탐색
재이온화 시대 관측	은하 형성 초기 단계의 분포와 진화 과정 연구
성간 물질 조사	물과 유기 분자의 분포를 통해 별과 행성 형성 이해
태양계 얼음 탐사	혜성과 소행성의 얼음 성분 분석 → 태양계 기원 연구

■ 참여 기관 및 국제 협력
- NASA 제트추진연구소(JPL)가 주도
- 캘리포니아 공과대학(Caltech), 아리조나 대학교, 존스홉킨스 대학교 등 다수의 미국 기관 참여
- 한국천문연구원도 극저온 시험 챔버 개발에 참여하며 국제 협력 중

■ 기대 효과
- 우주의 기원과 진화에 대한 정밀한 데이터 확보
- 정규 블랙홀 모델이나 빅 바운스 이론 같은 대안 우주론 검증 가능성
- 태양계 형성과 생명 기원에 대한 단서 제공

SPHEREx는 단순한 망원경이 아니라, 우주를 시간의 스펙트럼으로 해석하는 도구라고 볼 수 있습니다. 우주의 역사서 한 페이지를 직접 펼쳐보는 느낌이죠. 
 
SPHEREx의 관측 방식
 
SPHEREx의 관측 방식은 정말 독특하고 혁신적입니다. 이 망원경은 단순히 "사진을 찍는" 것이 아니라, 우주를 스펙트럼으로 해석하는 방식으로 작동합니다.  핵심적인 기술과 원리를 정리해보겠습니다.
 
■ SPHEREx의 관측 방식 핵심

1. 근적외선 분광광도계(Spectro-Photometer)
- SPHEREx는 0.75~5.0 마이크로미터 범위의 근적외선 파장을 관측합니다.
- 이 파장은 은하, 별, 성간 물질, 얼음 성분 등을 분석하는 데 매우 유용하죠.

2. 선형 가변 필터(Linear Variable Filter, LVF)
- SPHEREx의 핵심 기술 중 하나로, 필터의 위치에 따라 파장이 달라지는 구조입니다.
- 망원경의 초점면 배열에 이 필터를 덮어, 한 번의 스캔으로 다양한 파장의 데이터를 수집할 수 있어요.
-  움직이는 부품 없이도 다양한 스펙트럼을 얻을 수 있는 효율적인 방식입니다.

3. 전천 탐사(All-sky Survey)
-SPHEREx는 25개월 동안 4차례 전체 하늘을 스캔합니다.
- 단일 관측 모드로 약 4억 5천만 개의 은하를 분광 측정해, 우주의 대규모 구조와 진화를 분석합니다.

4. 다중 노출 및 포인팅 재조정
- 동일한 천체를 여러 위치에서 관측하여 다양한 파장의 데이터를 얻습니다.
- 이를 통해 정밀한 적색편이 측정이 가능하며, 은하의 거리와 진화 상태를 파악할 수 있어요.

■ 기술적 특징 요약
 
기술/ 설명

근적외선 분광	물질의 화학적 성분과 온도 분석 가능
선형 가변 필터	파장별 스펙트럼을 효율적으로 수집
전천 탐사	전체 하늘을 반복적으로 스캔
고정형 구조	움직이는 부품 없이 안정적인 관측 수행

이 방식 덕분에 SPHEREx는 우주의 역사, 은하의 기원, 태양계의 얼음 분포까지 폭넓게 탐사할 수 있습니다. 마치 우주를 거대한 음악으로 보고, 그 스펙트럼을 악보처럼 해석하는 느낌입니다.