od ponad 16 lat, począwszy od jego uruchomienia w 2003 roku, Kosmiczny Teleskop Spitzera, który zakończy działalność pod koniec tego miesiąca, zapewnia nam bezprecedensowy widok wszechświata na podczerwień, niewidoczny dla ludzkiego oka. Badania Spitzera-opisane w ponad 8600 recenzowanych artykułach, dziesiątkach prac doktorskich, niezliczonych abstraktach i wykładach konferencyjnych oraz kilku książkach—obejmują zakres od określania rozmiarów Planetoid bliskich Ziemi do pomiaru masy i wieku gwiazd w najbardziej odległych galaktykach. Spitzer wywarł duży wpływ na nie mniej niż pięć głównych obszarów badań astronomicznych:
badania układu słonecznego. Badania układu słonecznego Spitzera obejmują odkrycie olbrzymiego, nieznanego wcześniej pierścienia pyłowego krążącego wokół Saturna i określenie składu pyłu wyrzuconego z komety Tempel I po tym, jak statek kosmiczny Deep Impact wysłał pocisk, który rozbił się o nią. Te pomiary kometarne są jednym z wielu wyników Spitzera, które ustaliły ważne powiązania między właściwościami Układu Słonecznego a właściwościami układów egzoplanetarnych—które również zostały szeroko zbadane przez Spitzera.
powstawanie gwiazd i układów planetarnych. Obserwacje Spitzera wykazały, że w miarę formowania się gwiazdy, znaczna ilość materii przechodzi do formowania dysku, który ją okrąża. Spitzer zaobserwował pierwsze etapy powstawania planet, gdy ultradrobny pył kosmiczny w dysku zaczyna łączyć się w większe ciała, inicjując kaskadę, która często prowadzi do powstawania planet. Te wczesne etapy formowania się planet trwają zaledwie kilka milionów lat po upadku gęstego obłoku międzygwiezdnego, co powoduje proces formowania się gwiazd—względną chwilę w kategoriach kosmicznych.
egzoplanety. Nawet gdy misja Spitzera się rozwijała, badania z teleskopów naziemnych, a przede wszystkim z sondy Kepler NASA wykazały, że wiele gwiazd typu słonecznego posiada układy planetarne, które często obejmują planety nie więcej niż dwa razy większe od Ziemi. Spitzer stał się filarem agresywnych i wnikliwych badań środowiska naukowego nad tymi egzoplanetami. Spitzer ustalił, że trzy z siedmiu planet wielkości Ziemi krążących wokół pobliskiej słabej Czerwonej Gwiazdy znanej jako Trappist-1 leżą w lub w pobliżu strefy nadającej się do zamieszkania-regionu wokół gwiazdy, w którym woda byłaby płynna na powierzchni planety, co uważa się za niezbędne do tworzenia życia, jakie znamy.
Spitzer również zmapował zmiany temperatury planety wokół jej obwodu, znajdując dowody na wiatry atmosferyczne z prędkościami tysięcy kilometrów na godzinę w kilku przypadkach. Zdumiewające jest dla mnie, że pomiary Spitzera pozwalają mi z pewną dozą pewności napisać o rozkładzie temperatury na powierzchni planety krążącej wokół gwiazdy, która znajduje się około 65 lat świetlnych od Ziemi.
odległe galaktyki. Spitzer zbadał duże odcinki zarówno Drogi Mlecznej, jak i wszechświata poza nią. Jedno z takich badań, skoordynowane z teleskopem Hubble ’ a, doprowadziło do identyfikacji najbardziej odległej galaktyki znalezionej do tej pory. Spitzer i Hubble widzą to tak, jak to było niedługo po wielkim wybuchu, który miał miejsce około 13,8 miliarda lat temu. Istnienie masywnych galaktyk, takich jak ta, na tak wczesnym etapie ewolucji wszechświata, stanowi wyzwanie dla naszego zrozumienia sposobu powstawania galaktyk, stawiając pytania, które zostaną rozwiązane przez nadchodzący Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba NASA, który zostanie uruchomiony w 2021 roku.
wzrost gwiazd i galaktyk. Wszechświat wyłonił się z Wielkiego Wybuchu jako gorąca zupa atomów wodoru i helu, co pomaga nam zrozumieć, dlaczego galaktyki takie jak te opisane powyżej były nieliczne i znacznie przekraczały 13.5 miliardów lat temu. Są one jednak powszechne dzisiaj, co wynika z faktu, że liczba gwiazd we wszechświecie wzrosła z czasem, gdy galaktyki formowały się i rosły, a coraz więcej zawartego w nich materiału upadało, tworząc Gwiazdy. Spitzer jest w stanie zmierzyć ten wzrost w czasie kosmicznym, stwierdzając, że liczba gwiazd rosła gwałtownie przez pierwsze cztery miliardy lat życia wszechświata, ale w ostatnim czasie rosła wolniej.
kredyt: NASA Wikimedia
jakkolwiek potężne są te wyniki naukowe, są one tylko częścią Spitzera. Inne obszary, w których spuścizna ta była i będzie miała wielkie znaczenie, to:
Wielkie obserwatoria. Koncepcja wielkich obserwatoriów, opracowana w 1985 roku przez NASA i środowisko naukowe, przewidywała cztery potężne teleskopy kosmiczne, obejmujące całe spektrum elektromagnetyczne o długościach fal krótszych niż fale radiowe, działające jednocześnie. Spitzer, pierwotnie znany jako Space Infrared Telescope Facility (SIRTF), był członkiem tej elitarnej grupy, dołączając do Compton Gamma Ray Observatory, Hubble Space Telescope i Advanced X-Ray Astrophysics Facility (AXAF), obecnie znanego jako Chandra X-Ray Observatory. Ukończenie wielkich obserwatoriów wraz z uruchomieniem SIRTF w 2003 roku jest niedocenianym kamieniem milowym w eksploracji wszechświata, reprezentując realizację wizji około 20 lat w tworzeniu. Synergiczna nauka tych potężnych obserwatoriów wywarła o wiele większy wpływ, niż mogliśmy sobie wyobrazić, kiedy ten program był formułowany.
Żadna misja nie jest wyspą. Obserwacje Spitzera zwiększyły naukowy zwrot nie tylko z innych misji NASA, ale także z instrumentów naziemnych. Na przykład, Spitzer i Hubble połączyli siły, aby określić właściwości najbardziej odległych znanych galaktyk, a znacznie bliżej domu, również mocno ograniczyli właściwości atmosfer egzoplanet. Spitzer bada obecnie egzoplanety zidentyfikowane przez niedawno wystrzelonego satelitę Exoplanet Survey, aby określić temperaturę tych nowo odkrytych światów. Wreszcie, Spitzer zaobserwował następstwa niezwykłego zjawiska koalescencji gwiazd neutronowych odkrytego przez obserwatoria fal grawitacyjnych i zweryfikował modele syntezy pierwiastków ziem rzadkich w bogatych w neutrony szczątkach tego kataklizmicznego zdarzenia.
IRAS NASA i ISO Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) pomogły przygotować grunt dla Spitzera; Spitzer z kolei przygotowuje drogę do przyszłych misji NASA. Najbardziej godny uwagi jest długo oczekiwany Teleskop Jamesa Webba (jwst), który obejmie niektóre z tych samych długości fal badanych przez Spitzera, ale o znacznie wyższej czułości oraz rozdzielczości spektralnej i przestrzennej. Spitzer przygotowuje również grunt pod inne nadchodzące misje NASA, w szczególności Euclid (wspólna misja z ESA) i Wide Field Infrared Survey Telescope (WFIRST). W obu przypadkach rozległe badania pozagalaktyczne Spitzera będą odpowiednikiem szeroko zakrojonych badań optycznych / bliskiej podczerwieni Euclid i Wfirst przeprowadzą
Spitzer jest również pionierem postępu technologicznego, który przygotowuje drogę do przyszłych misji. Najbardziej godne uwagi jest szerokie zastosowanie przez Spitzera radiacyjnego chłodzenia-promieniującego ciepło w ciemność przestrzeni-w celu osiągnięcia i utrzymania temperatury znacznie poniżej 50 kelvinów, które wcześniej były osiągane przy użyciu przechowywanych kriogenów lub mechanicznych chłodnic. Przyszłe misje, w szczególności JWST, a także SPHEREx Explorer, który jest obecnie rozwijany w JPL, mogą teraz ustanowić punkt odniesienia dla radiacyjnego chłodzenia z o wiele większą pewnością I pewnością niż wcześniej było to możliwe.
uchwycenie wyobraźni publicznej. Podobnie jak w przypadku wielu innych misji NASA, najbardziej ekscytujące i dostępne wyniki Spitzera zostały szeroko rozpowszechnione wśród opinii publicznej. Jego najbardziej godny uwagi wynik, analiza planet krążących wokół Trappist-1, zrodziła ponad 17 000 artykułów drukowanych i internetowych; konferencja prasowa ogłaszająca wynik była oglądana prawie pięć milionów razy, a historia otrzymała ponad 3,2 miliarda nieunique wyświetleń w Internecie.
wielkie ludzkie osiągnięcie. Jest ludzka strona Spitzera, która zasługuje na szczególny nacisk. Tysiące ludzi pracowało nad Spitzerem przed i po starcie, przygotowując i utrzymując to potężne Obserwatorium i ułatwiając jego użytkowanie przez dużą i energiczną społeczność astronomów. Wszyscy ci ludzie powinni być dumni z tego, co osiągnęli, ponieważ sukces Spitzera jest bezpośrednio zależny od ich umiejętności, pomysłowości i poświęcenia. Kompleks technologiczny i innowacyjny zakład Spitzer pokazuje, co grupa wykwalifikowanych i zmotywowanych ludzi, odpowiednio wspieranych i umocowanych, może osiągnąć. Czuję, że Spitzer jest pomnikiem mocy ludzkiego ducha. Powinniśmy kierować się tym ważnym elementem spuścizny Spitzera, który ma zastosowanie we wszystkich dziedzinach ludzkich wysiłków, gdy poruszamy się po morzu problemów, z którymi mamy do czynienia.
co dalej? Koniec obserwacji Spitzera to nie koniec Spitzera, ponieważ wszystkie dane z misji są archiwizowane i dostępne w placówce IRSA w Caltech. Czytelnicy pragnący dowiedzieć się więcej o Spitzerze mogą zapoznać się z książką, której współautorem jest Peter Eisenhardt: More Things in the Heavens: How Infrared Astronomy is Expanding our View of the Universe, wydaną przez Princeton University Press.
