al meer dan 16 jaar, te beginnen met de lancering in 2003, heeft de Spitzer Space Telescope, die eind deze maand zijn activiteiten zal staken, ons een ongekend beeld gegeven van het heelal op infrarode golflengten, onzichtbaar voor het menselijk oog. Spitzer ‘ s verkenningen-zoals beschreven in meer dan 8.600 refereed papers, tientallen proefschriften, ontelbare conferentie abstracts en talks en verschillende boeken—variëren van het bepalen van de grootte van de near-Earth asteroã den tot het meten van de massa en de leeftijd van de sterren in de meest verre sterrenstelsels. Spitzer heeft een grote invloed gehad op niet minder dan vijf grote gebieden van astronomisch onderzoek:
Solar system studies. Hoogtepunten van Spitzer ‘ s studies van ons eigen zonnestelsel zijn de ontdekking van een enorme, voorheen onbekende stofring rond Saturnus en bepaling van de samenstelling van het stof uitgestoten uit komeet Tempel I nadat de Deep Impact ruimtevaartuig stuurde een projectiel te crashen in het. Deze komeetmetingen zijn een van de vele Spitzer-resultaten die belangrijke verbanden tussen de eigenschappen van het zonnestelsel en die van exoplanetaire systemen hebben gelegd—die zelf ook uitgebreid zijn bestudeerd door Spitzer.
de vorming van sterren en planeetstelsels. Spitzer observaties hebben aangetoond dat als een ster vormt, een aanzienlijke hoeveelheid materie gaat in de vorming van een schijf die het cirkelt. Spitzer heeft de eerste stadia van planetaire vorming waargenomen als het ultrafijne kosmische stof in de schijf begint samen te smelten tot grotere lichamen, het initiëren van een cascade die vaak leidt tot de vorming van planeten. Deze vroege stadia van planeetvorming zijn goed op weg slechts een paar miljoen jaar nadat de ineenstorting van een dichte interstellaire wolk het stervormingsproces in gang zet—een relatief moment in kosmische termen.
exoplaneten. Zelfs toen de Spitzer-missie zich ontvouwde, stelden studies van telescopen op de grond en vooral van NASA ‘ s Kepler-ruimtevaartuig vast dat veel sterren van het zonne-type planeetsystemen bevatten, die vaak planeten bevatten die niet meer dan twee keer zo groot zijn als de aarde. Spitzer is uitgegroeid tot een pijler van de wetenschap gemeenschap agressieve en inzichtelijke studie van deze exoplaneten. Spitzer stelde vast dat van drie van de zeven planeten ter grootte van de aarde rond de nabijgelegen zwakke rode ster bekend als Trappist-1 liggen in of in de buurt van de bewoonbare zone-het gebied rond de ster waar water vloeibaar zou zijn op het oppervlak van de planeten, die wordt verondersteld essentieel te zijn voor de vorming van leven zoals we het kennen.Spitzer heeft ook de variatie van de temperatuur van een planeet rond zijn omtrek in kaart gebracht, waarbij hij in verschillende gevallen bewijs heeft gevonden voor atmosferische Winden met snelheden van duizenden kilometers per uur. Het is verbazingwekkend voor mij dat Spitzer ’s metingen mij in staat stellen om met enige mate van zekerheid te schrijven over de temperatuurverdeling op het oppervlak van een planeet die rond een ster draait die zo’ n 65 lichtjaar van de aarde ligt.
verre sterrenstelsels. Spitzer heeft grote delen van zowel de Melkweg als het heelal onderzocht. Een dergelijk onderzoek, gecoördineerd met de Hubble Ruimtetelescoop, leidde tot de identificatie van de meest afgelegen sterrenstelsel gevonden tot nu toe. Spitzer en Hubble zien het als het was niet lang na de oerknal, die ongeveer 13,8 miljard jaar geleden plaatsvond. Het bestaan van massieve sterrenstelsels zoals deze zo vroeg in de evolutie van het heelal daagt ons begrip uit van hoe sterrenstelsels zich vormen, en stelt vragen die zullen worden beantwoord door NASA ‘ s Komende James Webb ruimtetelescoop, te lanceren in 2021.
de groei van sterren en sterrenstelsels. Het heelal ontstond uit de oerknal als een hete soep van waterstof-en heliumatomen, wat ons helpt te begrijpen waarom sterrenstelsels zoals hierboven beschreven weinig en ver boven de 13 waren.Vijf miljard jaar geleden. Ze zijn tegenwoordig echter algemeen, wat te wijten is aan het feit dat het aantal sterren in het heelal is toegenomen in de tijd als sterrenstelsels gevormd en groeide en als meer en meer van het materiaal dat ze bevatten ingestort om sterren te vormen. Spitzer is uniek in staat om deze groei te meten in de kosmische tijd, het vinden van dat het aantal sterren groeide snel voor de eerste vier miljard jaar van het leven van het heelal, maar is toegenomen in een langzamer tempo meer recent.
krediet: NASA Wikimedia
zo krachtig als deze wetenschappelijke resultaten zijn, maar ze zijn slechts een deel van Spitzer ‘ s nalatenschap. Andere gebieden waar deze erfenis van groot belang is geweest en zal zijn, zijn de volgende:
de grote Waarnemingsposten. Het concept van de grote observatoria, dat in 1985 door NASA en de wetenschappelijke gemeenschap werd opgesteld, voorzag vier krachtige ruimtetelescopen, die het gehele elektromagnetische spectrum besloegen in golflengten korter dan radiogolven, die gelijktijdig werkten. Spitzer, oorspronkelijk bekend als de Space Infrared Telescope Facility (SIRTF), was een charter lid van deze elite groep, lid van de Compton Gamma Ray Observatory, de Hubble Space Telescope en de Advanced X-Ray Astrophysics Facility (AXAF), nu bekend als de Chandra X-Ray Observatory. De voltooiing van de grote observatoria met de lancering van SIRTF in 2003 is een onderschatte mijlpaal in de exploratie van het universum, die de realisatie van een visie vertegenwoordigt die zo ‘ n 20 jaar in wording is. De synergetische wetenschap van deze krachtige observatoria heeft een veel grotere impact gehad dan we ons hadden kunnen voorstellen toen dit programma werd geformuleerd.
geen missie is een eiland. De waarnemingen van Spitzer hebben de wetenschappelijke opbrengst niet alleen van andere NASA-missies, maar ook van grondinstrumenten verbeterd. Bijvoorbeeld, Spitzer en Hubble hebben hun krachten gebundeld om de eigenschappen van de verst bekende sterrenstelsels te bepalen, en, veel dichter bij huis, hebben ook de eigenschappen van exoplaneten atmosferen sterk beperkt. Spitzer bestudeert nu zelfs exoplaneten die zijn geïdentificeerd door de recent gelanceerde Transiting Exoplanet Survey Satellite, om de temperaturen van deze nieuw ontdekte werelden te bepalen. Tot slot heeft Spitzer de nasleep van een opmerkelijke neutronenster coalescentie gebeurtenis ontdekt door gravitationele Golf observatoria en geverifieerde modellen voor de synthese van zeldzame aardelementen in de neutronenrijke puin van deze catastrofale gebeurtenis waargenomen.
het opstellen van de tabel voor toekomstige missies. NASA ‘ s iras en de European Space Agency (ESA) ISO hielpen leggen de basis werk voor Spitzer; Spitzer, op zijn beurt, bereidt de weg voor toekomstige NASA-missies. Het meest opvallende hiervan is de langverwachte James Webb Telescope (JWST), die enkele van dezelfde golflengten zal bestrijken die door Spitzer worden bestudeerd, maar met een veel hogere gevoeligheid en spectrale en ruimtelijke resolutie. Spitzer bereidt zich ook voor op andere komende NASA-missies, met name Euclid (een gezamenlijke missie met ESA) en Wide Field Infrared Survey Telescope (WFIRST). In beide gevallen zullen de uitgebreide extragalactische onderzoeken van Spitzer een infrarode tegenhanger vormen van de wide-field optical/near infrared surveys Euclid en WFIRST zullen
uitvoeren Spitzer heeft ook baanbrekend werk verricht op het gebied van technologische vooruitgang die de weg bereiden voor toekomstige missies. Het meest opvallende hiervan is Spitzer ‘ s uitgebreide gebruik van radiatieve koeling-het uitstralen van warmte in de zwartheid van de ruimte – om temperaturen te bereiken en te handhaven ver onder 50 Kelvin, die eerder werden bereikt met het gebruik van opgeslagen cryogenen of mechanische koelers. Toekomstige missies, met name JWST en ook de SPHEREx Explorer die nu in ontwikkeling is bij JPL, kunnen nu met veel meer zekerheid en vertrouwen een basislijn voor stralingskoeling vaststellen dan voorheen mogelijk was.
de verbeelding van het publiek. Zoals het geval is met vele andere NASA-missies, zijn de meest opwindende en toegankelijke resultaten van Spitzer op grote schaal verspreid onder het publiek. Het meest opmerkelijke resultaat, de analyse van de planeten rond Trappist-1, bracht meer dan 17.000 gedrukte en online artikelen voort; de persconferentie die het resultaat aankondigde werd bijna vijf miljoen keer bekeken, en het verhaal kreeg meer dan 3,2 miljard niet-unieke weergaven via het internet.
een belangrijke menselijke prestatie. Er is een menselijke kant aan Spitzer die speciale nadruk verdient. Duizenden mensen werkten aan Spitzer voor en na de lancering, het voorbereiden en onderhouden van dit krachtige Observatorium en het faciliteren van het gebruik ervan door een grote en krachtige gemeenschap van astronomen. Al deze mensen moeten trots voelen in wat ze hebben bereikt, als het succes van Spitzer is direct traceerbaar aan hun vaardigheid, vindingrijkheid en toewijding. De technisch complexe en innovatieve Spitzer faciliteit laat zien wat een groep bekwame en gemotiveerde mensen, goed ondersteund en bevoegd, kan bereiken. Ik voel dat Spitzer een monument is voor de kracht van de menselijke geest. We moeten worden geleid door dit belangrijke onderdeel van de erfenis van Spitzer, die van toepassing is op alle gebieden van de menselijke inspanning, als we navigeren door de zee van problemen die we geconfronteerd.
wat volgt? Het einde van Spitzer ‘ s observaties dit is niet het einde van Spitzer, als alle gegevens van de missie zijn gearchiveerd en beschikbaar van de IRSA faciliteit op Caltech. Lezers die meer willen weten over Spitzer willen misschien een kijkje nemen in het boek dat ik samen met Peter Eisenhardt heb geschreven: More Things in the Heavens: How Infrared Astronomy is Expanding our View of the Universe, gepubliceerd door Princeton University Press.
