NASA: s Spitzer Space Telescope har nått slutet på sitt liv. Dess uppdrag var att studera föremål i det infraröda, och det utmärkte det sedan det lanserades 2003. Men varje uppdrag har ett slut, och den 30 januari 2020 stängde Spitzer ned.
"Dess enorma inverkan på vetenskapen kommer säkert att vara långt efter slutet av sitt uppdrag."
NASA associerad administratör Thomas Zurbuchen
Tänkare har kämpat med ljusets natur under en väldigt lång tid. Tillbaka i det antika Grekland undrade Aristoteles om ljus och sa: ”Kärnan i ljus är vitt ljus. Färger består av en blandning av ljushet och mörker. ” Det var omfattningen av vår förståelse av ljus då.
Isaac Newton undrade också över ljus och sa: "Ljus består av färgade partiklar." I början av 1800-talet lade den engelska fysikern Thomas Young bevis på att ljus beter sig som en våg. Sedan kom Maxwell, Einstein och andra som alla tänkte djupt på ljus. Det var Maxwell som räknade ut att ljuset i sig är en elektromagnetisk våg.
Men det var astronomen William Herschel, välkänd som upptäckaren av Uranus, som upptäckte infraröd strålning. Han var också banbrytande inom området astronomisk spektrofotometri. Herschel använde ett prisma för att dela ljus, och med en termometer upptäckte han osynligt ljus som värmde upp saker.
Så småningom fann forskare att hälften av ljuset från solen är infrarött ljus. Det blev tydligt att för att förstå kosmos omkring oss, behövde vi förstå infrarött ljus, och vad det kan berätta om föremål som avger det.
Så infraröd astronomi föddes. Alla föremål avger en viss grad av infraröd strålning, och på 1830-talet kom fältet för infraröd astronomi igång. Men inte mycket framsteg gjordes till en början.
Åtminstone inte förrän i början av 1900-talet. Det är när objekt i rymden upptäcktes enbart genom att observera i det infraröda. Sedan började radioastronomi på 1950- och 1960-talet, och astronomer insåg att det fanns mycket att lära sig om universumet, utanför det synliga ljuset kan berätta för oss.
Infraröd astronomi är kraftfull eftersom den tillåter oss att se genom gas och damm, till platser som kärnan i Vintergalaxen. Men att observera i det infraröda är svårt för markbaserade anläggningar. Jordens atmosfär kommer i vägen. Observationer med infraröd mark innebär långa exponeringstider och strider mot värmen som avges av allt, inklusive själva teleskopet. Ett orbitalt observatorium var lösningen, och två lanserades: Infrared Astronomical Satellite (IRAS) och Infrared Space Observatory (ISO).
1983 lanserade Storbritannien, USA och Nederländerna IRAS, den infraröda astronomiska satelliten. Det var det första infraröda rymdteleskopet, och även om det var en framgång varade det bara i tio månader. Infraröda teleskop måste kylas, ett IRAS-utbud av kylvätska slutade efter 10 månader.
IRAS var ett framgångsrikt, men kortlivat, uppdrag och astronominsamhället insåg att utan ett dedikerat infrarött observatorium skulle ansträngningar för att förstå universum hämmas. IRAS undersökte nästan hela himlen (96%) fyra gånger. Bland andra prestationer gav IRAS oss vår första bild av Vintergatens kärna.
Sedan lanserade ESA ISO (Infrared Space Observatory) 1995 och det varade i tre år. Ett av dess resultat var att bestämma de kemiska komponenterna i atmosfären på några av solsystemets planeter. Det fanns också flera protoplanetära diskar, bland annat prestationer.
Men det fanns ett behov av mer infraröd astronomi, och NASA hade ett ambitiöst projekt i åtanke: programmet Great Observatories. Great Observatories-programmet såg fyra separata rymdteleskop som lanserades mellan 1990 och 2003:
- Hubble Space Telescope (HST) lanserades 1990 och observeras mest i optiskt ljus och nära ultraviolett.
- Compton Gamma-Ray Observatory (CGRO) lanserades 1991 och observerades främst gammastrålar och vissa röntgenstrålar också. Uppdraget avslutades 2000.
- Chandra X-Ray Observatory (CXO) observerar främst mjuka s-strålar, och dess uppdrag pågår.
- Spitzer rymdteleskopet.
Tillsammans observerade de över ett brett skår av det elektromagnetiska spektrumet. Rymdteleskopen var synergistiska, och de observerade ofta samma mål för att fånga ett komplett energiskt porträtt av föremål av intresse. (Det finns inget rymdteleskop för radioastronomi eftersom radiovågor lätt observeras från jordens yta. Och radioteleskop är massiva.)
Spitzer sjösattes den 25 augusti 2003 på en Delta II-raket från Cape Canaveral. Det placerades i en heliocentrisk, jordningsledande bana.
De första bilderna som Spitzer tagit fram var designade för att visa upp teleskopets kapacitet, och de är fantastiska.
"Spitzer har lärt oss om helt nya aspekter av kosmos och tagit oss många steg längre för att förstå hur universum fungerar, adressera frågor om vårt ursprung och huruvida vi är ensamma eller inte," sa Thomas Zurbuchen, associerad administratör av NASAs Science Mission Direktoratet i Washington. ”Detta stora observatorium har också identifierat några viktiga och nya frågor och lockande föremål för vidare studier och kartlagt en väg för framtida undersökningar att följa. Dess enorma inverkan på vetenskapen kommer säkert att vara långt efter slutet av sitt uppdrag. ”
Det är omöjligt att lista allt arbete som utförts av Spitzer. Men ett antal saker sticker ut.
Spitzer hjälpte till att upptäcka ytterligare exoplaneter runt TRAPPIST-1-systemet. Efter att ett team av belgiska astronomer upptäckte de tre första planeterna i systemet, följde observationer från Spitzer och andra anläggningar identifierade fyra andra exoplaneter. Spitzer var också van vid
Spitzer-rymdteleskopet var också det första teleskopet som studerade och karakteriserade exoplaneternas atmosfär. Spitzer erhöll detaljerade data, kallad spektra, för två olika gasexoplaneter. Kallade HD 209458b och HD 189733b och dessa så kallade "heta Jupiters" är gjorda av gas, men kretsar mycket närmare deras solar. Astronomer som arbetade med Spitzer var överraskningar vid dessa resultat.
"Detta är en fantastisk överraskning," sa Spitzer-projektforskaren Dr. Michael Werner vid den tiden. "Vi hade ingen aning om när vi designade Spitzer att det skulle göra ett så dramatiskt steg för att karakterisera exoplaneter."
Spitzers infraröda kapacitet gjorde det möjligt att studera galaxernas utveckling. Det visade oss också att det vi trodde var en enda galax i själva verket är två galaxer.
Förhoppningsvis kommer Spitzers efterträdare, James Webb Space Telescope (JWST), snart att lanseras. Spitzers uppdrag förlängdes när JWST: s lansering skjutades upp, men det kunde inte förlängas på obestämd tid. Tyvärr är NASA utan ett infrarött rymdteleskop ett tag.
"Vi lämnar en kraftfull vetenskaplig och teknisk arv."
Spitzer-projektledare Joseph Hunt
JWST kommer att plocka upp där Spitzer slutade, men det är naturligtvis mycket kraftfullare än Spitzer. Spitzer kan ha varit den första som kännetecknade en exoplanetts atmosfär, men JWST kommer att ta det till nästa nivå. Ett av JWST: s huvudsyften är att studera sammansättningen av exoplanetens atmosfär i detalj och leta efter livets byggstenar.
"Alla som har arbetat med detta uppdrag borde vara oerhört stolta idag," sa Spitzer-projektledaren Joseph Hunt. ”Det finns bokstavligen hundratals människor som bidrog direkt till Spitzers framgång och tusentals som använde dess vetenskapliga kapacitet för att utforska universum. Vi lämnar en kraftfull vetenskaplig och teknisk arv. ”
NASA har ett omfattande galleri med Spitzer-bilder på Spitzer-webbplatsen. En snabb rundtur på webbplatsen kommer att tydliggöra rymdteleskopets bidrag till astronomin.
Mer:
- Pressmeddelande: NASA: s Spitzer Space Telescope avslutar Mission of Astronomical Discovery
- NASA / JPL: Spitzer Space Telescope
- Space Magazine: Topp 10 riktigt coola infraröda bilder från Spitzer
