de mai bine de 16 ani, începând cu lansarea sa în 2003, Telescopul Spațial Spitzer, care va înceta să funcționeze la sfârșitul acestei luni, ne-a oferit o viziune fără precedent asupra universului la lungimi de undă infraroșii, invizibile pentru ochiul uman. Explorările lui Spitzer—așa cum sunt descrise în peste 8.600 de lucrări arbitrate, zeci de teze de doctorat, nenumărate rezumate și discuții ale conferinței și mai multe cărți-variază de la determinarea dimensiunilor asteroizilor din apropierea Pământului până la măsurarea masei și vârstei stelelor din cele mai îndepărtate galaxii. Spitzer a avut un impact major în nu mai puțin de cinci domenii majore de cercetare astronomică:
studii ale Sistemului Solar. Repere ale studiilor lui Spitzer asupra propriului nostru sistem Solar includ descoperirea unui inel de praf imens, necunoscut anterior, care orbitează Saturn și determinarea compoziției prafului evacuat din cometa Tempel I după ce nava spațială Deep Impact a trimis un proiectil să se prăbușească în el. Aceste măsurători cometare sunt unul dintre numeroasele rezultate Spitzer care au stabilit legături importante între proprietățile sistemului Solar și cele ale sistemelor exoplanetare—care în sine au fost, de asemenea, studiate pe larg de Spitzer.
formarea stelelor și a sistemelor planetare. Observațiile Spitzer au arătat că, pe măsură ce se formează o stea, o cantitate semnificativă de materie intră în formarea unui disc care o orbitează. Spitzer a observat primele etape ale formării planetare pe măsură ce praful cosmic ULTRAFIN din disc începe să se coaguleze în corpuri mai mari, inițiind o cascadă care duce frecvent la formarea planetelor. Aceste etape timpurii ale formării planetei sunt în plină desfășurare la doar câteva milioane de ani după prăbușirea unui nor interstelar dens declanșează procesul de formare a stelelor—o clipă relativă în termeni cosmici.
exoplanete. Chiar și pe măsură ce misiunea Spitzer s-a desfășurat, studiile de la telescoapele de la sol și, mai ales, de la nava spațială Kepler a NASA au stabilit că multe stele de tip solar găzduiesc sisteme planetare, care includ adesea planete nu mai mult de două ori mai mari decât Pământul. Spitzer a devenit un pilon al studiului agresiv și perspicace al comunității științifice asupra acestor exoplanete. Spitzer a stabilit că trei din cele șapte planete de dimensiunea Pământului care orbitează steaua roșie slabă din apropiere cunoscută sub numele de Trappist-1 se află în sau în apropierea zonei locuibile—regiunea din jurul stelei în care apa ar fi lichidă pe suprafața planetelor, despre care se crede că este esențială pentru formarea vieții așa cum o știm.
Spitzer a cartografiat, de asemenea, variația temperaturii unei planete în jurul circumferinței sale, găsind dovezi pentru vânturile atmosferice cu viteze de mii de kilometri pe oră în mai multe cazuri. Este uimitor pentru mine că măsurătorile lui Spitzer îmi permit să scriu cu un anumit grad de certitudine despre distribuția temperaturii pe suprafața unei planete care orbitează o stea care se află la aproximativ 65 de ani lumină de pământ.
galaxii îndepărtate. Spitzer a studiat secțiuni mari atât din galaxia Calea Lactee, cât și din universul de dincolo. Un astfel de studiu, coordonat cu telescopul spațial Hubble, a condus la identificarea celei mai îndepărtate galaxii găsite până în prezent. Spitzer și Hubble o văd așa cum nu a fost mult timp după big bang, care a avut loc acum aproximativ 13, 8 miliarde de ani. Existența unor astfel de galaxii masive atât de devreme în evoluția universului ne provoacă înțelegerea modului în care se formează galaxiile, punând întrebări care vor fi abordate de viitorul telescop spațial James Webb al NASA, care va fi lansat în 2021.
creșterea stelelor și a galaxiilor. Universul a apărut din big bang ca o supă fierbinte de atomi de hidrogen și heliu, ceea ce ne ajută să înțelegem de ce galaxii precum cele descrise mai sus erau puține și mult peste 13.Acum 5 miliarde de ani. Cu toate acestea, ele sunt comune astăzi, ceea ce se datorează faptului că numărul de stele din Univers a crescut în timp pe măsură ce galaxiile s-au format și au crescut și pe măsură ce tot mai mult din materialul pe care îl conțineau s-a prăbușit pentru a forma Stele. Spitzer este unic capabil să măsoare această creștere în timpul cosmic, constatând că numărul de stele a crescut rapid în primii patru miliarde de ani ai vieții universului, dar a crescut într-un ritm mai lent mai recent.
Credit: NASA Wikimedia
oricât de puternice sunt aceste rezultate științifice, totuși, ele sunt doar o parte din moștenirea lui Spitzer. Alte domenii în care această moștenire a fost și va fi de mare importanță includ următoarele:
marile observatoare. Conceptul marilor observatoare, prezentat în 1985 de NASA și comunitatea științifică, prevedea patru telescoape spațiale puternice, care acoperă întregul spectru electromagnetic în lungimi de undă mai mici decât ale undelor radio, funcționând simultan. Spitzer, cunoscut inițial sub numele de Space Infrared Telescope Facility (SIRTF), a fost membru fondator al acestui grup de elită, alăturându-se Observatorului Compton Gamma Ray, Telescopului Spațial Hubble și facilității avansate de Astrofizică cu raze X (AXAF), acum cunoscut sub numele de Observatorul cu raze X Chandra. Finalizarea marilor observatoare cu lansarea SIRTF în 2003 este o piatră de hotar în explorarea universului, reprezentând realizarea unei viziuni de aproximativ 20 de ani în devenire. Știința sinergică a acestor observatoare puternice a avut un impact mult mai mare decât ne-am fi putut imagina când a fost formulat acest program.
nicio misiune nu este o insulă. Observațiile lui Spitzer au sporit revenirea științifică nu numai de la alte misiuni NASA, ci și de la instrumentele de la sol. De exemplu, Spitzer și Hubble și-au unit forțele pentru a determina proprietățile celor mai îndepărtate galaxii cunoscute și, mult mai aproape de casă, au constrâns puternic proprietățile atmosferelor exoplanetelor. Spitzer studiază chiar și acum exoplanetele identificate de satelitul recent lansat Transiting Exoplanet Survey, pentru a determina temperaturile acestor lumi nou descoperite. În cele din urmă, Spitzer a observat consecințele unui eveniment remarcabil de coalescență a stelelor neutronice descoperit de observatoarele de unde gravitaționale și modele verificate pentru sinteza elementelor de pământuri rare în resturile bogate în neutroni ale acestui eveniment cataclismic.
setarea tabelului pentru misiunile viitoare. IRAS-ul NASA și ISO-ul Agenției Spațiale Europene (ESA) au ajutat la pregătirea lucrărilor pentru Spitzer; Spitzer, la rândul său, pregătește calea pentru viitoarele misiuni NASA. Cel mai notabil dintre acestea este mult așteptatul telescop James Webb (JWST), care va acoperi unele dintre aceleași lungimi de undă studiate de Spitzer, dar cu o sensibilitate mult mai mare și rezoluție spectrală și spațială. Spitzer pregătește, de asemenea, terenul pentru alte misiuni NASA viitoare, mai ales Euclid (o misiune comună cu ESA) și Wide Field Infrared Survey Telescope (WFIRST). În ambele cazuri, sondajele extragalactice extinse ale lui Spitzer vor oferi o contrapartidă în infraroșu la sondajele optice cu câmp larg/infraroșu apropiat Euclid și Wfirst va efectua
Spitzer a fost, de asemenea, pionier în progresele tehnologice care pregătesc calea pentru viitoarele misiuni. Cea mai notabilă dintre acestea este utilizarea pe scară largă a răcirii radiative de către Spitzer—căldura radiantă în întunericul spațiului—pentru a atinge și menține temperaturi cu mult sub 50 Kelvin, care anterior au fost atinse cu utilizarea criogenilor depozitați sau a răcitoarelor mecanice. Misiunile viitoare, mai ales JWST și, de asemenea, SPHEREx Explorer acum în curs de dezvoltare la JPL, pot stabili Acum o linie de bază pentru răcirea radiativă cu mult mai multă siguranță și încredere decât era posibil anterior.
captarea imaginației publice. Ca și în cazul multor alte misiuni NASA, cele mai interesante și accesibile rezultate de la Spitzer au fost diseminate pe scară largă publicului. Rezultatul său cel mai notabil, analiza planetelor care orbitează Trappist-1, a generat peste 17.000 de articole tipărite și online; Conferința de presă care anunța rezultatul a fost vizionată de aproape cinci milioane de ori, iar povestea a primit peste 3,2 miliarde de vizualizări non-unice pe internet.
o realizare umană majoră. Există o latură umană a lui Spitzer care merită un accent deosebit. Mii de oameni au lucrat la Spitzer înainte și după lansare, pregătind și întreținând acest observator puternic și facilitând utilizarea acestuia de către o comunitate mare și viguroasă de astronomi. Toți acești oameni ar trebui să se simtă mândri de ceea ce au realizat, deoarece succesul Spitzer este direct urmărit de priceperea, ingeniozitatea și dedicarea lor. Facilitatea Spitzer complexă și inovatoare din punct de vedere tehnic arată ce poate realiza un grup de oameni calificați și motivați, susținuți și împuterniciți corespunzător. Simt că Spitzer este un monument al puterii spiritului uman. Ar trebui să ne ghidăm după această componentă importantă a moștenirii lui Spitzer, care se aplică în toate domeniile efortului uman, pe măsură ce navigăm pe Marea problemelor cu care ne confruntăm.
ce urmează? Sfârșitul observațiilor lui Spitzer acesta nu este sfârșitul lui Spitzer, deoarece toate datele din misiune sunt arhivate și disponibile de la facilitatea IRSA de la Caltech. Cititorii dornici să afle mai multe despre Spitzer ar putea dori să arunce o privire asupra cărții pe care am scris-o împreună cu Peter Eisenhardt: More Things in the Heavens: How Infrared Astronomy is Expanding our View of the Universe, publicată de Princeton University Press.
