2025年5月初，经过数周的准备和校准，NASA的SPHEREx空间望远镜正式开始了其科学观测任务，迈出了前所未有的步伐。SPHEREx是“宇宙历史与冰层光谱光度计”(Spectro-Photometer for the History of the Universe and Ices Explorer)的缩写，意味着其主要任务是通过多达102个红外波长对全天空进行系统观察。这一创新的红外光谱成像方法不仅能够捕捉到人眼不可见的宇宙信息，还能够揭示宇宙形成早期的关键物理过程和星际尘埃的化学组成典藏。SPHEREx的启动对于宇宙学研究、星系分布测绘以及生命元素探索等领域具有里程碑意义。自3月11日发射以来，该望远镜在地球轨道上的稳定运行经过了详细的检查和调试，终于得以正式投身科学采集。SPHEREx绕地球运行，全天候监测宇宙天空，每天拍摄约3600张独特红外图像，预计整个任务周期为两年。
通过这些图像，科学家们将结合光谱学技术，绘制出一幅史无前例的银河系及遥远星系三维地图，回答有关宇宙起源、星系进化以及生命组成成分的重大问题。SPHEREx采用反应轮系统调整其轨迹和观测姿态，避免了使用推力器，从而保证了连续、稳定、精准的观测效果。每天，它以一个极地轨道从北极飞越到南极，依托地球绕太阳公转，视场也随之转动，保证六个月内能够观察整个天空全貌。SPHEREx的视野中可以分辨出微妙的红外散射和辐射特征，不同波长揭示了截然不同的宇宙结构特点。比如，在3.29微米波长，望远镜观测到了一团包含类似烟尘分子的星际尘埃云，而0.98微米波长下，尘埃云消失无踪，原因是组成尘埃的多环芳香烃不在该波长发光。这些细节让科学家能够深入解析宇宙介质的物理和化学性质。
SPHEREx的核心目标之一是研究宇宙的“暴涨”现象，即宇宙在诞生最初一瞬间以惊人的速度进行指数膨胀的事件。尽管暴涨发生于极其微小的时间尺度和空间尺度，但其留下的痕迹反映在星系分布的宏观结构中。通过解析亿万星系的位置和光谱，SPHEREx为理解暴涨机制的能量来源和物理机理提供了独特视角，进而推动宇宙学理论的突破。此外，SPHEREx还将对银河系内超过900万个星际云进行观测，绘制这些云中水冰和有机分子的位置图谱。水是地球上生命的基石之一，理查德湖和行星科学研究表明，地球上的水可能来源于太阳系形成时星际尘埃所携带的冰晶。深入研究这些内银河系水和环境因素的分布，有助于揭示生命形成条件和星际物质循环过程。
SPHEREx还将测量宇宙背景光的整体强度及其随时间的变化，为了解星系整体成光过程、暗物质分布提供可靠数据。值得关注的是，SPHEREx将成为继斯皮策太空望远镜、WISE望远镜等红外任务之后，首个以如此高光谱分辨率覆盖全天空的红外观测项目。其产生的数据集将在NASA-IPAC红外科学档案馆公开，助力全球天文学研究人员进行后续分析和挖掘。SPHEREx项目由加州理工学院和喷气推进实验室管理，联合多国科研机构和工业团队共同完成。NASA总部天体物理部对此项目高度重视，SPHEREx也将与即将发射的南希·格雷斯·罗曼太空望远镜等未来任务协同推进，打造一套全面、多维度的宇宙观测平台，从各个角度回答宇宙起源与演化的根本问题。科学家们对于SPHEREx观测性能的评价非常乐观，项目负责人理想的目标和愿景渐次实现，将推动原本遥不可及的研究变成切实可行的科学探索。
两年的任务期内，SPHEREx将通过数十万次曝光累积的海量红外数据，令天文学家拥有前所未有的宇宙视界，揭示宇宙早期物质分布、星际化学反应、星系集群形成及演化乃至生命坑塘的详细图谱。SPHEREx项目不仅是天文科技进步的象征，更昭示了人类对于宇宙深层次理解的执着追求。从浩瀚的星空隐匿的尘埃分子到宇宙诞生时极度膨胀，SPHEREx携带着全球科研团队的梦想，持续凝视宇宙深处，为揭开宇宙神秘面纱写下浓墨重彩的一笔。随着未来数据逐步解码，人类无疑将更接近于回答“我们从何而来”和“宇宙的本质为何”的终极问题。
