전우주 적외선 스펙트럼을 여는 SPHEREx 위성

초록

SPHEREx는 2025년 3월 발사된 NASA 탐사 위성으로, 0.75–5 µm 파장에서 102개의 저해상도 스펙트럼 밴드를 6.2″ 화소 해상도로 전천체를 4회 관측한다. 5σ 깊이는 19.5–19.9 AB mag(0.75–3.8 µm)와 17.8–18.8 AB mag(3.8–5 µm)이며, 전 우주 규모의 은하 적색이동 조사, 비가우시안성 비율 f_NL 측정, 은하 형성 역사와 적외선 배경광(E​BL) 변동성 탐색, 은하면 내 물·얼음 성분 조사 등을 목표로 한다. 초기 스펙트럼 이미지가 공개되고, 3년 차에 행성계 별, 소질량 별, 태양계 천체, 은하단 카탈로그가 제공된다.

상세 분석

SPHEREx는 기존 적외선 전천체 조사(IRAS, DIRBE, 2MASS, AKARI, WISE)를 확장한 최초의 전천체 저해상도 스펙트럼 미션이다. 핵심 기술은 Linear Variable Filter(LVF)와 대형 HgCdTe 검출기 어레이를 결합한 오프축 6.2″ 시야의 3‑단계 광학계이다. LVF는 파장에 따라 투과율이 연속적으로 변하도록 설계돼, 한 번의 스캔으로 0.75–5 µm 전 범위를 102개의 좁은 스펙트럼 채널로 분할한다. 검출기는 2‑단계 냉각(≈30 K)과 3‑단계 방사선 냉각(≈7 K)으로 열잡음을 최소화했으며, 전자기 간섭을 억제하기 위해 3중 포톤 실드와 전자기 차폐 구조를 채택했다.

해상도 λ/Δλ=35–130은 은하 적색이동 측정에 충분히 높은 스펙트럼 정보를 제공한다. 특히 0.75–3.8 µm 구간에서 λ/Δλ≈40, 3.8–5 µm 구간에서 λ/Δλ≈120을 달성해, 은하의 강한 파장 이동선(