i mere end 16 år, begyndende med lanceringen i 2003, har Spits Space Telescope, som vil ophøre med driften i slutningen af denne måned, givet os et hidtil uset billede af universet ved infrarøde bølgelængder, usynlige for det menneskelige øje. Undersøgelser-som beskrevet i over 8.600 referee papirer, snesevis af ph.d.—afhandlinger, utallige konference abstracts og foredrag og flere bøger-spænder fra at bestemme størrelsen af nær-jord asteroider til måling af masse og alder af stjernerne i de fjerneste galakser. Spits har haft stor indflydelse på ikke mindre end fem hovedområder inden for astronomisk forskning:
solsystemstudier. Højdepunkterne i Spits studier af vores eget Solsystem omfatter opdagelsen af en enorm, tidligere ukendt Støvring, der kredser om Saturn, og bestemmelse af sammensætningen af støvet, der blev udstødt fra kometen Tempel i, efter at Deep Impact-rumfartøjet sendte et projektil for at kollidere ind i det. Disse kometære målinger er et af mange Spits—resultater, der etablerede vigtige forbindelser mellem Solsystemets egenskaber og eksoplanetære systemer-som i sig selv også er blevet grundigt undersøgt af Spits.
dannelsen af stjerner og planetariske systemer. Spits-observationer har vist, at når en stjerne dannes, går en betydelig mængde stof ind i dannelsen af en disk, der kredser om den. Spits har observeret de første faser af planetarisk dannelse, da det ultrafine kosmiske støv i disken begynder at samle sig i større kroppe, hvilket indleder en kaskade, der ofte fører til dannelse af planeter. Disse tidlige stadier af planetdannelsen er godt i gang kun få millioner år efter sammenbruddet af en tæt interstellar sky udløser stjernedannelsesprocessen—et relativt øjeblik i kosmiske termer.
eksoplaneter. Selv da Spyttermissionen udfoldede sig, undersøgelser fra jordbaserede teleskoper og især fra NASAs Kepler-rumfartøj fastslog, at mange solstjerner er vært for planetariske systemer, som ofte inkluderer planeter, der ikke er mere end dobbelt så store som Jorden. Spits er blevet en søjle i videnskabssamfundets aggressive og indsigtsfulde undersøgelse af disse eksoplaneter. Spitser fastslog, at tre af syv jordstørrelsesplaneter, der kredser om den nærliggende svage røde stjerne kendt som Trappist-1, ligger i eller nær det beboelige område-området omkring stjernen, hvor vand ville være flydende på planeternes overflade, hvilket menes at være afgørende for dannelsen af liv, som vi kender det.
Spits har også kortlagt variationen af en planets temperatur omkring dens omkreds og fundet bevis for atmosfæriske vinde med hastigheder på tusinder af kilometer i timen i flere tilfælde. Det er forbløffende for mig, at Spits målinger tillader mig at skrive med en vis grad af sikkerhed om temperaturfordelingen på overfladen af en planet, der kredser om en stjerne, der ligger omkring 65 lysår fra jorden.
fjerne galakser. Spits har undersøgt store dele af både Mælkevejsgalaksen og universet ud over. En sådan undersøgelse, koordineret med Hubble-Rumteleskopet, førte til identifikationen af den fjerneste galakse, der er fundet til dato. Spits og Hubble ser det som det ikke var længe efter big bang, der fandt sted for omkring 13, 8 milliarder år siden. Eksistensen af massive galakser som denne så tidligt i universets udvikling udfordrer vores forståelse af, hvordan galakser dannes, og stiller spørgsmål, som vil blive behandlet af NASAs kommende James Space Telescope, der lanceres i 2021.
væksten af stjerner og galakser. Universet opstod fra big bang som en varm suppe af brint-og heliumatomer, hvilket hjælper os med at forstå, hvorfor galakser som dem, der er beskrevet ovenfor, var få og langt over 13.5 milliarder år siden. De er dog almindelige i dag, hvilket skyldes det faktum, at antallet af stjerner i universet er steget over tid, efterhånden som galakser dannedes og voksede, og efterhånden som mere og mere af det materiale, de indeholdt, kollapsede for at danne stjerner. Spits er unikt i stand til at måle denne vækst over kosmisk tid, at finde ud af, at antallet af stjerner voksede hurtigt i de første fire milliarder år af universets liv, men er steget langsommere for nylig.
kredit: NASA
så magtfulde som disse videnskabelige resultater er, er de dog kun en del af Spits arv. Andre områder, hvor denne arv har været og vil være af stor betydning, inkluderer følgende:
de store observatorier. Det store Observatoriekoncept, der blev lagt ud i 1985 af NASA og det videnskabelige samfund, forestillede sig fire kraftige rumteleskoper, der dækker hele det elektromagnetiske spektrum i bølgelængder kortere end af radiobølger, der fungerer samtidigt. Spits, oprindeligt kendt som Space Infrared Telescope Facility (SIRTF), var et chartermedlem i denne elitegruppe, der sluttede sig til Compton Gamma Ray Observatory, Hubble Space Telescope og Advanced røntgen Astrophysics Facility (AKSAF), nu kendt som Chandra Røntgenobservatorium. Afslutningen af de store observatorier med lanceringen af SIRTF i 2003 er en underfejret milepæl i udforskningen af universet, der repræsenterer realiseringen af en vision omkring 20 år undervejs. Den synergistiske videnskab om disse magtfulde observatorier har haft langt større indflydelse, end vi kunne have forestillet os, da dette program blev formuleret.
ingen mission er en ø. Spits observationer har forbedret det videnskabelige afkast ikke kun fra andre NASA-missioner, men også fra jordbaserede instrumenter. For eksempel har Spits og Hubble slået sig sammen for at bestemme egenskaberne for de fjerneste kendte galakser, og meget tættere på hjemmet har de også stærkt begrænset egenskaberne ved eksoplanetatmosfærer. Spits studerer endda nu eksoplaneter identificeret af den nyligt lancerede transiterende Eksoplanetundersøgelsessatellit for at bestemme temperaturerne i disse nyopdagede verdener. Endelig har Spits observeret eftervirkningerne af en bemærkelsesværdig neutronstjerne coalescence begivenhed opdaget af gravitationsbølge observatorier og verificerede modeller til syntese af sjældne jordarter i neutronrige affald af denne kataklysmiske begivenhed.
Indstilling af tabellen for fremtidige missioner. NASA ‘ s IRAS og Den Europæiske Rumorganisations (ESA) ISO hjalp med at lægge grunden til Spitser; Spitser forbereder igen vejen for fremtidige NASA-missioner. Mest bemærkelsesværdigt blandt disse er det længe ventede James Telescope, som vil dække nogle af de samme bølgelængder, der studeres af Spits, men med meget højere følsomhed og spektral og rumlig opløsning. Det er også ved at forberede jorden til andre kommende NASA-missioner, især Euclid (en fælles mission med ESA) og bredt felt infrarødt Survey Telescope (først). I begge tilfælde vil Spits omfattende ekstragalaktiske undersøgelser give et infrarødt modstykke til vidvinkeloptiske/nær infrarøde undersøgelser Euclid og vil gennemføre
Spits har også været banebrydende teknologiske fremskridt, der forbereder vejen for fremtidige missioner. Mest bemærkelsesværdigt blandt disse er Spits omfattende brug af strålingskøling—udstrålende varme ind i rummets mørke—for at opnå og opretholde temperaturer langt under 50 kelviner, som tidligere blev nået ved brug af lagrede kryogener eller mekaniske kølere. Fremtidige missioner, især JVST og også den sfæriske opdagelsesrejsende, der nu er under udvikling hos JPL, kan nu etablere en basislinje for strålingskøling med meget mere sikkerhed og tillid, end det tidligere var muligt.
optagelse af den offentlige fantasi. Som det er tilfældet med mange andre NASA-missioner, er de mest spændende og tilgængelige resultater fra Spits blevet udbredt til offentligheden. Dens mest bemærkelsesværdige resultat, analysen af Planeterne, der kredser om Trappist-1, skabte mere end 17.000 trykte og online artikler; nyhedskonferencen, der annoncerede resultatet, blev set næsten fem millioner gange, og historien modtog mere end 3, 2 milliarder ikke-unikke visninger over Internettet.
en stor menneskelig præstation. Der er en menneskelig side til Spits, der fortjener særlig vægt. Tusinder af mennesker arbejdede på Spits før og efter lanceringen, forberede og vedligeholde dette kraftfulde Observatorium og lette dets anvendelse af et stort og kraftigt samfund af astronomer. Alle disse mennesker bør føle stolthed over det, de har opnået, da Spits succes kan spores direkte til deres dygtighed, opfindsomhed og dedikation. Den teknisk komplekse og innovative Spitser facilitet viser, hvad en gruppe af dygtige og motiverede mennesker, korrekt støttet og bemyndiget, kan udrette. Jeg føler, at Spits er et monument over den menneskelige ånds kraft. Vi bør styres af denne vigtige komponent i Spits arv, som gælder på alle områder af menneskelig bestræbelse, når vi navigerer i havet af problemer, som vi står over for.
Hvad er det næste? Dette er ikke slutningen på missionen, da alle data fra missionen er arkiveret og tilgængelige fra IRSA-anlægget på Caltech. Læsere, der er ivrige efter at lære mere om Spits, vil måske se på den bog, jeg var medforfatter til Peter Eisenhardt: flere ting i himlen: hvordan infrarød astronomi udvider vores syn på universet, udgivet af Princeton University Press.
