stringtranslate.com

Космический телескоп Спитцер

Инфракрасные наблюдения могут видеть объекты, скрытые в видимом свете, такие как HUDF-JD2 , показанный на рисунке. Это показывает, как камера Spitzer IRAC смогла увидеть за пределами длин волн инструментов Hubble.

Космический телескоп Spitzer , ранее Space Infrared Telescope Facility ( SIRTF ), был инфракрасным космическим телескопом, запущенным в 2003 году, который был деактивирован после окончания эксплуатации 30 января 2020 года. [5] [9] Spitzer был третьим космическим телескопом, посвященным инфракрасной астрономии, после IRAS (1983) и ISO (1995–1998). Это был первый космический аппарат, использовавший орбиту, следующую за Землей , позже использованную планетоискателем Kepler .

Планируемый период миссии должен был составить 2,5 года с предварительным ожиданием, что миссия может продлиться до пяти или немного больше лет, пока не будет исчерпан запас жидкого гелия на борту . Это произошло 15 мая 2009 года. [10] Без жидкого гелия для охлаждения телескопа до очень низких температур, необходимых для работы, большинство инструментов больше не могли использоваться. Однако два самых коротковолновых модуля камеры IRAC продолжали работать с той же чувствительностью, что и до исчерпания гелия, и продолжали использоваться до начала 2020 года в миссии Spitzer Warm . [11] [12]

Во время теплой миссии два коротковолновых канала IRAC работали при 28,7 К и, как прогнозировалось, не испытывали значительной или нулевой деградации при этой температуре по сравнению с номинальной миссией. Данные Spitzer, как с первичной, так и с теплой фазы, архивируются в Архиве инфракрасной науки (IRSA).

В соответствии с традицией NASA, телескоп был переименован после успешной демонстрации его работы 18 декабря 2003 года. В отличие от большинства телескопов , которые названы советом ученых, как правило, в честь известных умерших астрономов, новое название для SIRTF было получено в результате конкурса, открытого для широкой публики. Конкурс привел к тому, что телескоп был назван в честь астронома Лаймана Спитцера , который продвигал концепцию космических телескопов в 1940-х годах. [13] Спитцер написал отчет 1946 года для корпорации RAND, описывающий преимущества внеземной обсерватории и то, как это может быть реализовано с помощью имеющихся или будущих технологий. [14] [15] Его цитируют за его новаторский вклад в ракетную технику и астрономию , а также за «его видение и лидерство в формулировании преимуществ и выгод, которые будут реализованы в рамках программы космических телескопов». [13]

Космический аппарат Spitzer стоимостью 776 миллионов долларов США [16] был запущен 25 августа 2003 года в 05:35:39  UTC с мыса Канаверал SLC-17B на борту ракеты Delta II 7920H. [3] Он был выведен на гелиоцентрическую (в отличие от геоцентрической ) орбиту, отстающую и удаляющуюся от орбиты Земли со скоростью примерно 0,1 астрономической единицы в год ( орбита «отстающая от Земли» [1] ).

Диаметр главного зеркала составляет 85 сантиметров (33 дюйма ) .ж /12, изготовленный из бериллия и охлажденный до 5,5  К (−268 °C; −450 °F). Спутник содержит три инструмента, которые позволили ему выполнять астрономическую съемку и фотометрию от 3,6 до 160 микрометров, спектроскопию от 5,2 до 38 микрометров и спектрофотометрию от 55 до 95 микрометров. [8]

История

К началу 1970-х годов астрономы начали рассматривать возможность размещения инфракрасного телескопа над затемняющими эффектами земной атмосферы. В 1979 году в докладе Национального исследовательского совета Национальной академии наук « Стратегия космической астрономии и астрофизики на 1980-е годы » был определен инфракрасный телескоп Shuttle (SIRTF) [17] как «один из двух основных астрофизических объектов [которые будут разработаны] для Spacelab », платформы, размещаемой на шаттле. Предвосхищая основные результаты от будущего спутника Explorer и миссии Shuttle, в докладе также отдавалось предпочтение «изучению и разработке ... длительных космических полетов инфракрасных телескопов, охлажденных до криогенных температур [18] ».

Запуск в январе 1983 года инфракрасного астрономического спутника , совместно разработанного Соединенными Штатами, Нидерландами и Соединенным Королевством для проведения первого инфракрасного обзора неба, подогрел интерес ученых во всем мире к последующим космическим миссиям, использующим быстрые усовершенствования в технологии инфракрасных детекторов.

Ранее инфракрасные наблюдения проводились как космическими, так и наземными обсерваториями . Недостатком наземных обсерваторий является то, что на инфракрасных длинах волн или частотах как атмосфера Земли, так и сам телескоп будут ярко излучать (светиться). Кроме того, атмосфера непрозрачна на большинстве инфракрасных длин волн. Это требует длительного времени экспозиции и значительно снижает способность обнаруживать слабые объекты. Это можно сравнить с попыткой наблюдать звезды в оптическом диапазоне в полдень с помощью телескопа, сделанного из лампочек. Предыдущие космические обсерватории (такие как IRAS , Инфракрасный астрономический спутник, и ISO , Инфракрасная космическая обсерватория) были запущены в 1980-х и 1990-х годах, и с тех пор были достигнуты большие успехи в астрономической технологии.

Большинство ранних концепций предполагали повторные полеты на борту космического челнока NASA. Этот подход был разработан в эпоху, когда программа Shuttle должна была поддерживать еженедельные полеты продолжительностью до 30 дней. Предложение NASA от мая 1983 года описывало SIRTF как миссию, прикрепленную к Shuttle, с развивающейся научной приборной нагрузкой. Ожидалось несколько полетов с вероятным переходом в более продолжительный режим работы, возможно, в связи с будущей космической платформой или космической станцией. SIRTF будет 1-метровым, криогенно охлаждаемым, многопользовательским объектом, состоящим из телескопа и связанных с ним фокальных приборов. Он будет запущен на Space Shuttle и останется прикрепленным к Shuttle в качестве полезной нагрузки Spacelab во время астрономических наблюдений, после чего будет возвращен на Землю для восстановления перед повторным полетом. Первый полет, как ожидалось, состоится около 1990 года, а последующие полеты, как ожидается, начнутся примерно через год. Однако полет Spacelab-2 на борту STS-51-F показал, что среда Шаттла плохо подходит для бортового инфракрасного телескопа из-за загрязнения относительно «грязным» вакуумом, связанным с орбитальными аппаратами. К сентябрю 1983 года НАСА рассматривало «возможность длительной [свободно летающей] миссии SIRTF». [19] [20]

Spitzer — единственная из Великих обсерваторий, которая не была запущена с помощью Space Shuttle , как изначально планировалось [ требуется ссылка ] . Однако после катастрофы Challenger в 1986 году верхняя ступень Shuttle -Centaur , которая должна была вывести его на конечную орбиту, была заброшена. Миссия претерпела ряд изменений в 1990-х годах, в первую очередь из-за бюджетных соображений. Это привело к созданию гораздо меньшей, но все еще полностью дееспособной миссии, которая могла использовать меньшую одноразовую ракету-носитель Delta II. [21]

Анимация космического телескопа Spitzer
   Космический телескоп Спитцер  ·   Земля  ·   Солнце

Одним из важнейших достижений этой модернизации стала орбита, отслеживающая Землю . [1] Криогенные спутники, которым требуются температуры жидкого гелия (LHe, T ≈ 4 K) на околоземной орбите, как правило, подвергаются большой тепловой нагрузке от Земли и, следовательно, требуют большого количества охладителя LHe, который затем имеет тенденцию доминировать в общей массе полезной нагрузки и ограничивает срок службы миссии. Размещение спутника на солнечной орбите вдали от Земли позволило реализовать инновационное пассивное охлаждение. Солнцезащитный экран защищал остальную часть космического корабля от солнечного тепла, дальняя сторона космического корабля была окрашена в черный цвет для усиления пассивного излучения тепла, а космический корабль был термически изолирован от телескопа. Все эти конструктивные решения в совокупности радикально снизили общую массу необходимого гелия, что привело к общему уменьшению и облегчению полезной нагрузки, что привело к значительной экономии средств, но с зеркалом того же диаметра, что и изначально спроектированное. Эта орбита также упростила наведение телескопа, но потребовала для связи сеть NASA Deep Space Network . [ необходима цитата ]

Основной комплект инструментов (телескоп и криогенная камера) был разработан Ball Aerospace & Technologies в Боулдере, штат Колорадо . Отдельные инструменты были разработаны совместно промышленными, академическими и государственными учреждениями. Принципалами были Корнелльский университет , Университет Аризоны , Смитсоновская астрофизическая обсерватория , Ball Aerospace и Центр космических полетов Годдарда . Более коротковолновые инфракрасные детекторы были разработаны Raytheon в Голете, Калифорния . Raytheon использовал антимонид индия и легированный кремниевый детектор при создании инфракрасных детекторов. Эти детекторы в 100 раз более чувствительны, чем те, что были доступны в начале проекта в 1980-х годах. [22] Детекторы дальнего инфракрасного диапазона (70–160 микрометров) были разработаны совместно Университетом Аризоны и Национальной лабораторией Лоуренса в Беркли с использованием германия , легированного галлием . Космический корабль был построен Lockheed Martin . Миссия проводилась и управлялась Лабораторией реактивного движения и Научным центром Спитцера [23] , расположенными в IPAC в кампусе Калифорнийского технологического института в Пасадене, Калифорния. [ необходима ссылка ]

Схематический вид Spitzer:
A Оптика  : 1 - вторичное зеркало; 3 - главное зеркало; 2 - внешняя оболочка;
B Криостат : 4 - приборы; 10 - бак с гелием;
C Сервисный модуль : 5 - экран сервисного модуля; 6 - звездный датчик; 7 - батареи; 8 - антенна с высоким коэффициентом усиления; 9 - бак с азотом;
D Солнечные панели

Запуск и ввод в эксплуатацию

Теплая миссия и конец миссии

15 мая 2009 года у Spitzer закончился жидкий гелиевый охладитель, что остановило наблюдения в дальнем ИК-диапазоне. Только инструмент IRAC остался в работе, и только в двух более коротких диапазонах длин волн (3,6 мкм и 4,5 мкм). Температура равновесия телескопа тогда была около 30 К (−243 °C; −406 °F), и IRAC продолжал производить ценные изображения в этих диапазонах длин волн как «Spitzer Warm Mission». [24]

В конце миссии, ~2016, расстояние Spitzer до Земли и форма его орбиты привели к тому, что космическому аппарату пришлось наклониться под экстремальным углом, чтобы направить антенну на Землю. [25] Солнечные панели не были полностью освещены под этим углом, и это ограничило эти коммуникации 2,5 часами из-за разрядки батареи. [26] Телескоп был выведен из эксплуатации 30 января 2020 года [5] , когда НАСА отправило на телескоп сигнал об отключении с комплекса дальней космической связи Goldstone (GDSCC), указав телескопу перейти в безопасный режим. [27] Получив подтверждение того, что команда была успешной, руководитель проекта Spitzer Джозеф Хант официально объявил, что миссия завершена. [28]

Инструменты

Сборка криогенного телескопа (CTA)

На борту Spitzer имеется три прибора: [29] [30] [31] [32]

Инфракрасная камера (IRAC)
Инфракрасная камера, которая работала одновременно на четырех длинах волн (3,6 мкм, 4,5 мкм, 5,8 мкм и 8 мкм). Каждый модуль использовал детектор размером 256×256 пикселей — пара коротких волн использовала технологию антимонида индия , пара длинных волн использовала технологию примесной зоны проводимости кремния, легированного мышьяком . [33] Главным исследователем был Джованни Фацио из Центра астрофизики | Гарвард и Смитсоновский институт ; летное оборудование было создано Центром космических полетов имени Годдарда НАСА .
Инфракрасный спектрограф (IRS)
Инфракрасный спектрометр с четырьмя подмодулями, работающими на длинах волн 5,3–14 мкм (низкое разрешение), 10–19,5 мкм (высокое разрешение), 14–40 мкм (низкое разрешение) и 19–37 мкм (высокое разрешение). Каждый модуль использовал детектор размером 128×128 пикселей — пара коротких волн использовала технологию примесной зоны с блокировкой кремния, легированного мышьяком, пара длинных волн использовала технологию примесной зоны с блокировкой кремния, легированного сурьмой. [34] Главным исследователем был Джеймс Р. Хоук из Корнеллского университета ; летное оборудование было построено Ball Aerospace .
Многополосный фотометр для Spitzer (MIPS)
Три детекторных массива в среднем и дальнем инфракрасном диапазоне (128 × 128 пикселей при 24  мкм , 32 × 32 пикселя при 70 мкм, 2 × 20 пикселей при 160 мкм). Детектор 24 мкм идентичен одному из коротковолновых модулей IRS. Детектор 70 мкм использовал технологию легированного галлием германия, а детектор 160 мкм также использовал легированный галлием германий, но с механическим напряжением, добавленным к каждому пикселю, чтобы уменьшить ширину запрещенной зоны и расширить чувствительность к этой длинноволновой части. [35] Главным исследователем был Джордж Х. Рике из Университета Аризоны ; летное оборудование было построено Ball Aerospace .

Все три прибора использовали жидкий гелий для охлаждения датчиков. После того, как гелий был исчерпан, в «теплой миссии» использовались только две более короткие длины волн в IRAC.

Henize 206, полученный с помощью разных инструментов в марте 2004 года. Отдельные изображения IRAC и MIPS показаны справа.

Результаты

Хотя некоторое время на телескопе было зарезервировано для участвующих учреждений и важнейших проектов, астрономы по всему миру также имели возможность подавать предложения по времени наблюдения. Перед запуском был объявлен конкурс предложений для крупных, последовательных исследований с использованием Spitzer. Если телескоп выйдет из строя рано и/или очень быстро закончится криоген, эти так называемые Legacy Projects обеспечат быстрое получение наилучших возможных научных данных в первые месяцы миссии. В качестве требования, связанного с финансированием, которое получили эти Legacy-команды, команды должны были доставить высокоуровневые продукты данных обратно в Spitzer Science Center (и NASA/IPAC Infrared Science Archive ) для использования сообществом, снова обеспечивая быстрое научное возвращение миссии. Международное научное сообщество быстро осознало ценность поставки продуктов для использования другими, и хотя Legacy-проекты больше не были явно запрошены в последующих конкурсах предложений, команды продолжали поставлять продукты сообществу. Научный центр Спитцера позже восстановил названные проекты «Наследие» (а позже еще и проекты «Исследовательская наука») в ответ на эти усилия сообщества. [36]

Важные цели включали формирование звезд ( молодых звездных объектов , или YSO), планет и других галактик. Изображения свободно доступны для образовательных и журналистских целей. [37] [38]

Области Цефея C и B. – Космический телескоп Spitzer (30 мая 2019 г.).
Первое световое изображение IC 1396, полученное телескопом Spitzer .

Первые опубликованные изображения Spitzer были разработаны для демонстрации возможностей телескопа и показали светящуюся звездную колыбель, большую закрученную, пыльную галактику , диск планетообразующих обломков и органический материал в далекой Вселенной. С тех пор многие ежемесячные пресс-релизы подчеркивали возможности Spitzer , как это делают изображения NASA и ESA для космического телескопа Hubble .

В качестве одного из наиболее примечательных наблюдений, в 2005 году Spitzer стал одним из первых телескопов, который напрямую зафиксировал свет от экзопланет , а именно «горячих юпитеров» HD 209458 b и TrES-1b , хотя он не разрешил этот свет в реальные изображения. [39] Это был один из первых случаев, когда свет от внесолнечных планет был обнаружен напрямую; более ранние наблюдения были сделаны косвенно, путем выводов из поведения звезд, вокруг которых вращались планеты. Телескоп также обнаружил в апреле 2005 года, что у Cohen-kuhi Tau/4 был планетарный диск, который был значительно моложе и содержал меньше массы, чем предполагалось ранее, что привело к новому пониманию того, как образуются планеты.

Туманность Улитка : синий цвет показывает инфракрасный свет от 3,6 до 4,5 микрометров, зеленый цвет показывает инфракрасный свет от 5,8 до 8 микрометров, а красный цвет показывает инфракрасный свет от 24 микрометров.

В 2004 году сообщалось, что Spitzer обнаружил слабо светящееся тело, которое может быть самой молодой звездой, когда-либо виденной. Телескоп был направлен на ядро ​​газа и пыли, известное как L1014 , которое ранее казалось совершенно темным для наземных обсерваторий и для ISO ( Инфракрасная космическая обсерватория ), предшественника Spitzer. Передовые технологии Spitzer выявили ярко-красную горячую точку в середине L1014.

Ученые из Техасского университета в Остине , которые обнаружили объект, считают, что горячая точка является примером раннего развития звезды, когда молодая звезда собирает газ и пыль из облака вокруг себя. Ранние предположения о горячей точке заключались в том, что это мог быть слабый свет другого ядра, которое находится в 10 раз дальше от Земли, но на той же линии зрения, что и L1014. Последующие наблюдения с наземных обсерваторий ближнего инфракрасного диапазона обнаружили слабое веерообразное свечение в том же месте, что и объект, обнаруженный Spitzer. Это свечение слишком слабое, чтобы исходить от более удаленного ядра, что приводит к выводу, что объект находится внутри L1014. (Young et al. , 2004)

В 2005 году астрономы из Висконсинского университета в Мадисоне и Уайтуотере на основе 400 часов наблюдений на космическом телескопе «Спитцер» определили, что галактика Млечный Путь имеет более существенную перемычку в ядре, чем считалось ранее.

Искусственное цветное изображение туманности Двойная Улитка , которая, как полагают, образуется в центре галактики под действием магнитного кручения, в 1000 раз превышающего солнечное.

Также в 2005 году астрономы Александр Кашлинский и Джон Мазер из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА сообщили, что одно из самых ранних изображений Спитцера , возможно, запечатлело свет первых звезд во Вселенной. Изображение квазара в созвездии Дракона , предназначенное только для калибровки телескопа, содержало инфракрасное свечение после того, как свет известных объектов был удален. Кашлинский и Мазер убеждены, что многочисленные пятна в этом свечении являются светом звезд, которые образовались еще через 100 миллионов лет после Большого взрыва , смещенные в красную область спектра космическим расширением . [40]

В марте 2006 года астрономы сообщили о туманности длиной 80 световых лет (25  пк ) вблизи центра Галактики Млечный Путь, туманности Двойная Улитка , которая, как следует из названия, закручена в двойную спиральную форму. Считается, что это является доказательством массивных магнитных полей, создаваемых газовым диском, вращающимся вокруг сверхмассивной черной дыры в центре галактики, в 300 световых годах (92 пк) от туманности и в 25 000 световых годах (7 700 пк) от Земли. Эта туманность была обнаружена Spitzer и опубликована в журнале Nature 16 марта 2006 года.

В мае 2007 года астрономы успешно составили карту атмосферной температуры HD 189733 b , получив таким образом первую карту некоей внесолнечной планеты.

Начиная с сентября 2006 года телескоп участвовал в серии обзоров, называемых Обзором пояса Гулда , наблюдая регион пояса Гулда в нескольких длинах волн. Первый набор наблюдений космического телескопа Spitzer был завершен с 21 сентября 2006 года по 27 сентября. В результате этих наблюдений группа астрономов под руководством доктора Роберта Гутермута из Центра астрофизики | Гарвард и Смитсоновский институт сообщила об открытии Змеи Южной , скопления из 50 молодых звезд в созвездии Змеи .

Галактика Андромеды , полученная с помощью MIPS на расстоянии 24 микрометра.

Ученые долгое время задавались вопросом, как крошечные кристаллы силиката, для формирования которых требуются высокие температуры, попали в замороженные кометы, рожденные в очень холодной среде внешних границ Солнечной системы. Кристаллы могли начаться как некристаллизованные, аморфные частицы силиката, часть смеси газа и пыли, из которой развилась Солнечная система. Эта загадка углубилась с результатами миссии по возвращению образцов Stardust , которая захватила частицы с кометы Wild 2. Было обнаружено, что многие из частиц Stardust образовались при температурах, превышающих 1000 К.

В мае 2009 года исследователи Spitzer из Германии, Венгрии и Нидерландов обнаружили, что аморфный силикат, по-видимому, был преобразован в кристаллическую форму в результате выброса звезды. Они обнаружили инфракрасную сигнатуру кристаллов силиката форстерита на диске пыли и газа, окружающем звезду EX Lupi во время одной из ее частых вспышек, или выбросов, наблюдавшихся Spitzer в апреле 2008 года. Эти кристаллы не присутствовали в предыдущих наблюдениях Spitzer за диском звезды во время одного из ее спокойных периодов. Эти кристаллы, по-видимому, образовались в результате радиационного нагрева пыли в пределах 0,5 а. е. от EX Lupi. [41] [42]

В августе 2009 года телескоп обнаружил доказательства высокоскоростного столкновения двух развивающихся планет, вращающихся вокруг молодой звезды. [43]

В октябре 2009 года астрономы Энн Дж. Вербиссер, Майкл Ф. Скрутски и Дуглас П. Гамильтон опубликовали результаты исследования « кольца Фебы » Сатурна , обнаруженного с помощью телескопа; кольцо представляет собой огромный, разреженный диск из материала, простирающийся от 128 до 207 радиусов Сатурна. [44]

Опросы GLIMPSE и MIPSGAL

GLIMPSE, Galactic Legacy Infrared Mid-Plane Survey Extraordinaire , был серией обзоров, которые охватывали 360° внутренней области галактики Млечный Путь, что обеспечило первое крупномасштабное картирование галактики. [45] [46] Он состоит из более чем 2 миллионов снимков, сделанных в четырех отдельных длинах волн с помощью инфракрасной камеры. [47] Изображения были сделаны в течение 10-летнего периода, начиная с 2003 года, когда был запущен Spitzer. [48]

MIPSGAL, аналогичный обзор, дополняющий GLIMPSE, охватывает 248° галактического диска [49] с использованием каналов 24 и 70 мкм прибора MIPS. [50]

3 июня 2008 года на 212-м заседании Американского астрономического общества в Сент-Луисе , штат Миссури , ученые представили самый большой и подробный инфракрасный портрет Млечного Пути , созданный путем сшивания более 800 000 снимков. [51] [52] Этот составной обзор теперь можно просмотреть с помощью GLIMPSE/MIPSGAL Viewer. [53]

2010-е

Стрелка указывает на зарождающуюся звезду HOPS-68, где, по мнению ученых, кристаллы форстерита падают на центральный пылевой диск.

Наблюдения Spitzer, объявленные в мае 2011 года, указывают на то, что крошечные кристаллы форстерита могут падать как дождь на протозвезду HOPS-68. Открытие кристаллов форстерита во внешнем коллапсирующем облаке протозвезды удивительно, поскольку кристаллы образуются при высоких температурах, подобных лаве, однако они обнаружены в молекулярном облаке, где температура составляет около −170 °C (103 K; −274 °F). Это привело группу астрономов к предположению, что биполярный отток из молодой звезды может переносить кристаллы форстерита из области, близкой к поверхности звезды, в холодное внешнее облако. [54] [55]

В январе 2012 года было сообщено, что дальнейший анализ наблюдений Spitzer за EX Lupi может быть понят, если кристаллическая пыль форстерита удалялась от протозвезды со средней скоростью 38 километров в секунду (24 мили/с). Казалось бы, такие высокие скорости могут возникнуть только в том случае, если частицы пыли были выброшены биполярным потоком вблизи звезды. [56] Такие наблюдения согласуются с астрофизической теорией, разработанной в начале 1990-х годов, где предполагалось, что биполярные потоки садят или трансформируют диски газа и пыли, которые окружают протозвезды, путем постоянного выброса переработанного, сильно нагретого материала из внутреннего диска, прилегающего к протозвезде, в области аккреционного диска, более удаленные от протозвезды. [57]

В апреле 2015 года сообщалось, что Spitzer и Optical Gravitational Lensing Experiment совместно открыли одну из самых далеких планет, когда-либо идентифицированных: газовый гигант, находящийся на расстоянии около 13 000 световых лет (4000 пк) от Земли. [58]

Иллюстрация коричневого карлика в сочетании с графиком кривых блеска из OGLE-2015-BLG-1319 : наземные данные (серый), Swift (синий) и Spitzer (красный).

В июне и июле 2015 года коричневый карлик OGLE-2015-BLG-1319 был обнаружен с помощью метода обнаружения гравитационного микролинзирования в ходе совместных усилий Swift , Spitzer и наземного эксперимента по оптическому гравитационному линзированию , что стало первым случаем, когда два космических телескопа наблюдали одно и то же событие микролинзирования. Этот метод стал возможным благодаря большому разделению между двумя космическими аппаратами: Swift находится на низкой околоземной орбите, а Spitzer находится на расстоянии более одной астрономической единицы на гелиоцентрической орбите, следующей за Землей. [1] Такое разделение обеспечило существенно разные перспективы коричневого карлика, что позволило наложить ограничения на некоторые физические характеристики объекта. [59]

В марте 2016 года сообщалось, что Spitzer и Hubble были использованы для открытия самой далекой из известных галактик, GN-z11 . Этот объект был замечен таким, каким он был 13,4 миллиарда лет назад. [60] [25]

Spitzer Beyond

1 октября 2016 года Spitzer начал свой 13-й цикл наблюдений, 2- й+1 ⁄ 2 года расширенной миссии, получившей прозвище Beyond . Одной из целей этой расширенной миссии было помочь подготовиться к запуску космического телескопа Джеймса Уэбба , также инфракрасного телескопа, путем выявления кандидатов для более подробных наблюдений. [25]

Другим аспектом миссии Beyond были инженерные проблемы эксплуатации Spitzer в его прогрессирующей орбитальной фазе. По мере того, как космический аппарат удалялся от Земли по той же орбитальной траектории от Солнца, его антенна должна была указывать на все более высокие углы для связи с наземными станциями; это изменение угла давало все больше и больше солнечного нагревания аппарату, в то время как его солнечные панели получали меньше солнечного света. [25]

Охотник за планетами

Система TRAPPIST-1 в представлении художника.

Spitzer также был задействован в изучении экзопланет благодаря творческой настройке своего оборудования. Это включало удвоение его стабильности путем изменения его цикла нагрева, поиск нового применения для «пиковой» камеры и анализ датчика на субпиксельном уровне. Хотя в своей «теплой» миссии пассивная система охлаждения космического корабля поддерживала датчики на уровне 29 К (−244 °C; −407 °F). [61] Spitzer использовал методы транзитной фотометрии и гравитационного микролинзирования для выполнения этих наблюдений. [25] По словам Шона Кэри из NASA, «мы даже не рассматривали возможность использования Spitzer для изучения экзопланет, когда он был запущен. ... Тогда это показалось бы нелепым, но теперь это важная часть того, чем занимается Spitzer». [25]

Примерами экзопланет, открытых с помощью Spitzer, являются HD 219134 b в 2015 году, которая оказалась каменистой планетой, примерно в 1,5 раза больше Земли, совершающей трехдневный оборот вокруг своей звезды; [62] и неназванная планета, обнаруженная с помощью микролинзирования, расположенная примерно в 13 000 световых годах (4000 пк) от Земли. [63]

В сентябре-октябре 2016 года Spitzer был использован для открытия пяти из семи известных планет вокруг звезды TRAPPIST-1 , все из которых приблизительно размером с Землю и, вероятно, каменистые. [64] [65] Три из обнаруженных планет расположены в обитаемой зоне , что означает, что они способны поддерживать жидкую воду при достаточных параметрах. [66] Используя транзитный метод , Spitzer помог измерить размеры семи планет и оценить массу и плотность внутренних шести. Дальнейшие наблюдения помогут определить, есть ли жидкая вода на какой-либо из планет. [64]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abcdefghi "About Spitzer: Fast Facts". Jet Propulsion Laboratory . 2008. Архивировано из оригинала 3 октября 2023 г. Получено 22 апреля 2007 г.
  2. ^ "The Solar Panel Assembly". Jet Propulsion Laboratory . Архивировано из оригинала 28 сентября 2023 г.
  3. ^ ab Harwood, William (25 августа 2003 г.). «300-я ракета Delta запускает новое окно во Вселенную». Spaceflight Now для CBS News . Архивировано из оригинала 21 марта 2023 г. Получено 1 декабря 2016 г.
  4. ^ "Spitzer Space Telescope: Launch/Orbital Information". Национальный центр данных по космической науке . 2003-038A. Архивировано из оригинала 24 сентября 2023 года . Получено 26 апреля 2015 года .
  5. ^ abc Завершающаяся в 2020 году миссия NASA Infrared Spitzer оставляет пробел в астрономии. Джонатан О'Каллаган. Scientific American . 4 июня 2019 г.
  6. ^ abcde "HORIZONS Web-Interface". Лаборатория реактивного движения . Получено 16 марта 2017 г.
  7. ^ "About Spitzer: Spitzer's Telescope". Jet Propulsion Laboratory . Архивировано из оригинала 3 октября 2023 года . Получено 22 апреля 2007 года .
  8. ^ ab Van Dyk, Schuyler; Werner, Michael; Silbermann, Nancy (март 2013 г.) [2010]. "3.2: Описание обсерватории". Spitzer Telescope Handbook . Infrared Science Archive . Архивировано из оригинала 10 апреля 2023 г. . Получено 18 октября 2015 г. .
  9. ^ Манн, Адам (30 января 2020 г.). "NASA's Spitzer Space Telescope Ends 16-Year Mission of Discovery" . The New York Times . Архивировано из оригинала 2 августа 2023 г. . Получено 4 февраля 2020 г. .
  10. ^ Clavin, Whitney (15 мая 2009 г.). «NASA's Spitzer Begins Warm Mission» (пресс-релиз). Пасадена, Калифорния: Лаборатория реактивного движения . ssc2009-12, jpl2009-086. Архивировано из оригинала 3 января 2024 г. Получено 26 апреля 2015 г.
  11. ^ Stauffer, John R.; Mannings, Vincent; Levine, Deborah; Chary, Ranga Ram; Wilson, Gillian; Lacy, Mark; Grillmair, Carl; Carey, Sean; Stolovy, Susan (август 2007 г.). Научные перспективы миссии Spitzer Warm (PDF) . Семинар миссии Spitzer Warm. Труды конференции AIP . Том 943. Американский институт физики . стр. 43–66. Bibcode : 2007AIPC..943...43S. doi : 10.1063/1.2806787. Архивировано (PDF) из оригинала 27 декабря 2023 г.
  12. ^ "Cycle-6 Warm Mission". Spitzer Science Center . Jet Propulsion Laboratory . Архивировано из оригинала 4 июля 2010 года . Получено 16 сентября 2009 года .
  13. ^ ab Applewhite, Denise (11 марта 2004 г.). "Lyman Spitzer Jr". Jet Propulsion Laboratory & Princeton University . Архивировано из оригинала 21 января 2024 г. Получено 6 января 2009 г.
  14. ^ Кэролин Коллинз Петерсен; Джон К. Брандт (1998). Видение Хаббла: дальнейшие приключения с космическим телескопом Хаббла. Архив CUP. стр. 193. ISBN 978-0-521-59291-8.
  15. ^ Циммерман, Роберт (2008). Вселенная в зеркале: сага о телескопе Хаббл и визионерах, которые его построили . Princeton University Press. стр. 10. ISBN 978-0-691-13297-6.
  16. ^ "Spitzer Space Telescope Fast Facts". Jet Propulsion Laboratory . Архивировано из оригинала 14 февраля 2024 года . Получено 21 августа 2020 года .
  17. ^ "Стратегия и рекомендации". Стратегия космической астрономии и астрофизики на 1980-е годы (отчет). The National Academies Press . 1979. стр. 19. doi :10.17226/19837. ISBN 978-0-309-33285-9.
  18. ^ Астрономия и астрофизика для 1980-х годов, Том 1: Отчет Комитета по астрономическому обзору). The National Academies Press . 1982. С. 54. doi : 10.17226/549. hdl : 2060/19830018496. ISBN 978-0-309-03249-0.
  19. ↑ Ватанабэ, Сьюзан (22 ноября 2007 г.). «Изучение Вселенной в инфракрасном диапазоне». NASA . Архивировано из оригинала 7 июля 2019 г. Получено 8 декабря 2007 г.
  20. ^ Квок, Джонни (1 октября 2006 г.). «В поисках пути: история космического телескопа Spitzer». Журнал NASA ASK . № 25. NASA . Архивировано из оригинала 25 сентября 2022 г. Получено 9 декабря 2007 г.
  21. ^ Рике, Джордж (2006). Последняя из великих обсерваторий: Спитцер и эра «Быстрее, лучше, дешевле» в НАСА . Издательство Университета Аризоны. стр. [1]. ISBN 0-8165-2558-7.
  22. ^ Копек, Джанет, ред. (8 января 2004 г.). «Технология Raytheon позволяет получать превосходные космические изображения с космического телескопа Spitzer» (пресс-релиз). Raytheon . Архивировано из оригинала 9 августа 2018 г.
  23. ^ Домашняя страница Научного центра Спитцера — Общедоступная информация.
  24. ^ Clavin, Whitney B.; Harrington, JD (5 августа 2009 г.). «NASA's Spitzer видит космос через „теплые“ инфракрасные глаза» (пресс-релиз). NASA . 2009-116. Архивировано из оригинала 26 марта 2023 г. Получено 30 января 2016 г.
  25. ^ abcdef Ландау, Элизабет (25 августа 2016 г.). «Космический телескоп Spitzer начинает фазу „за пределами“» (пресс-релиз). Лаборатория реактивного движения . 2016-221. Архивировано из оригинала 20 февраля 2024 г. Получено 9 декабря 2016 г.
  26. ^ Кофилд, Калла, ред. (13 июня 2019 г.). «Как NASA's Spitzer продержался так долго» (пресс-релиз). Лаборатория реактивного движения . ssc2019-10. Архивировано из оригинала 1 февраля 2024 г.
  27. ^ Оберхаус, Дэниел (29 января 2020 г.). «RIP Spitzer, самый холодный тепловой телескоп в Солнечной системе». Wired . Архивировано из оригинала 24 июля 2023 г. Получено 29 января 2020 г.
  28. ^ Hautaluoma, Grey; Landau, Elizabeth; Cofield, Calla, eds. (30 января 2020 г.). "NASA's Spitzer Space Telescope Ends Mission of Astronomical Discovery" (пресс-релиз). Jet Propulsion Laboratory . ssc2020-08. Архивировано из оригинала 1 февраля 2024 г. Получено 10 февраля 2020 г.
  29. ^ "SSC Observatory general information page". Jet Propulsion Laboratory . Архивировано из оригинала 6 февраля 2010 года . Получено 4 октября 2009 года .
  30. ^ "Обзор обсерватории SSC". Лаборатория реактивного движения . Архивировано из оригинала 10 октября 2009 года . Получено 4 октября 2009 года .
  31. ↑ Домашняя страница SSC ​​Science Information, 4 октября 2009 г.
  32. ^ "Руководство наблюдателей Spitzer - справочник по технической информации о приборах, версия 8". Архивировано из оригинала 11 октября 2009 года . Получено 15 августа 2008 года .
  33. ^ "SSC IRAC (камера среднего ИК-диапазона) - страница с информацией для научных пользователей". Jet Propulsion Laboratory . Архивировано из оригинала 1 ноября 2009 года . Получено 4 октября 2009 года .
  34. ^ "SSC IRS (спектрометр) научная информационная страница пользователей". Jet Propulsion Laboratory . Архивировано из оригинала 3 августа 2009 года . Получено 4 октября 2009 года .
  35. ^ "SSC MIPS (длинноволновой 24um, 70um, & 160um) фотометр и спектрометр для получения изображений, научная страница для пользователей". Jet Propulsion Laboratory . Архивировано из оригинала 8 ноября 2009 г.
  36. ^ "Spitzer Documentation & Tools: Legacy Programs". NASA/IPAC Infrared Science Archive . NASA . Архивировано из оригинала 10 декабря 2023 года . Получено 26 августа 2020 года .
  37. ^ "Политика использования изображений IPAC". NASA IPAC. Архивировано из оригинала 1 февраля 2024 года . Получено 26 августа 2020 года .
  38. ^ "Spitzer Space Telescope Images". Astropix . Получено 26 августа 2020 г.
  39. ↑ Пресс-релиз: Spitzer от NASA знаменует начало новой эры планетарной науки.
  40. ↑ Инфракрасное свечение первых найденных звезд: Scientific American. Архивировано 10 октября 2007 г. на Wayback Machine .
  41. ^ Clavin, Whitney (ред.). «Spitzer Catches Star Cooking Up Comet Crystals» (пресс-релиз). Лаборатория реактивного движения . 2009-083. Архивировано из оригинала 7 января 2024 г.
  42. ^ Ábrahám, P.; et al. (14 мая 2009 г.). «Эпизодическое образование кометного материала при вспышке молодой звезды, подобной Солнцу». Nature . 459 (7244): 224–226. arXiv : 0906.3161 . Bibcode :2009Natur.459..224A. doi :10.1038/nature08004. PMID  19444209. S2CID  4426934.
  43. ^ «Найдены следы столкновения планет». BBC News . 11 августа 2009 г. Архивировано из оригинала 10 декабря 2023 г.
  44. ↑ Verbiscer, Anne; Michael Skrutskie; Douglas Hamilton (7 октября 2009 г.). «Самое большое кольцо Сатурна». Nature . 461 (7267): 1098–100. Bibcode :2009Natur.461.1098V. doi :10.1038/nature08515. PMID  19812546. S2CID  4349726.
  45. ^ "Телескоп NASA Spitzer обеспечивает 360-градусный обзор галактики у нас под рукой" (пресс-релиз). Лаборатория реактивного движения . 20 марта 2014 г. ssc2014-02. Архивировано из оригинала 28 сентября 2023 г.
  46. ^ Кофилд, Калла, ред. (25 августа 2020 г.). «Где рождаются звезды? NASA's Spitzer Spies a Hot Spot» (пресс-релиз). NASA & Jet Propulsion Laboratory . ssc2020-14. Архивировано из оригинала 26 февраля 2024 г. Получено 31 августа 2020 г.
  47. ^ Galactic Legacy Infrared Mid-Plane Survey Extraordinaire Архивировано 8 мая 2021 г. в Wayback Machine , кафедра астрономии Висконсинского университета в Мадисоне
  48. ^ "GLIMPSE the Galaxy All the Way Around" (пресс-релиз). Jet Propulsion Laboratory . 20 марта 2014 г. ssc2014-02a. Архивировано из оригинала 26 декабря 2023 г. Получено 26 августа 2020 г.
  49. ^ "24- и 70-микронное исследование внутреннего галактического диска с помощью атласа сбора данных MIPS (MIPSGAL)". Архив инфракрасных научных данных NASA/IPAC (IRSA) . Получено 26 августа 2020 г.
  50. ^ Вернер, Майкл; Эйзенхардт, Питер (2019). Больше вещей на небесах: как инфракрасная астрономия расширяет наши представления о Вселенной . Princeton University Press. стр. 101. ISBN 978-0-691-17554-6.
  51. ^ Clavin, Whitney, ed. (3 июня 2008 г.). «Spitzer фиксирует становление звезд в нашей Галактике». www.spitzer.caltech.edu (Пресс-релиз). Лаборатория реактивного движения . ssc2008-11, jpl2008-095. Архивировано из оригинала 28 сентября 2023 г.
  52. ^ "Опубликованные изображения и видео мозаики Млечного Пути". Архивировано из оригинала 4 марта 2016 года . Получено 11 мая 2014 года .
  53. ^ "Взгляд". www.alienearths.org .
  54. ^ Clavin, Whitney; Perrotto, Trent, ред. (26 мая 2011 г.). «Spitzer видит кристаллический «дождь» во внешних облаках молодой звезды» (пресс-релиз). Jet Propulsion Laboratory . 2011-161. Архивировано из оригинала 25 февраля 2024 г.
  55. ^ Потит, Чарльз А.; Мегит, С. Томас; Уотсон, Дэн М.; Кальвет, Нурия; Ремминг, Ян С.; МакКлюр, Мелисса К.; Сарджент, Бенджамин А.; Фишер, Уильям Дж.; Фурлан, Элиза; Аллен, Лори Э .; Бьоркман, Джон Э.; Хартманн, Ли; Мюзероль, Джеймс; Тобин, Джон Дж.; Али, Бабар (июнь 2011 г.). «Обнаружение кристаллических силикатов в протозвездной оболочке с помощью инфракрасного спектрографа Спитцера» (PDF) . Письма астрофизического журнала . 733 (2). Американское астрономическое общество : L32. arXiv : 1104.4498 . Бибкод : 2011ApJ...733L..32P. doi : 10.1088/2041-8205/733/2/L32 . S2CID  28545814. Архивировано из оригинала 26 февраля 2024 г.
  56. ^ Juhász, A.; et al. (январь 2012 г.). "Вспышка 2008 года EX Lup — силикатные кристаллы в движении". The Astrophysical Journal . 744 (2): 118. arXiv : 1110.3754 . Bibcode :2012ApJ...744..118J. doi :10.1088/0004-637X/744/2/118. S2CID  53550709.
  57. ^ Лиффман, К.; Браун, М. (октябрь 1995 г.). «Движение и сортировка по размеру частиц, выброшенных из протозвездного аккреционного диска». Icarus . 116 (2): 275–290. Bibcode :1995Icar..116..275L. doi :10.1006/icar.1995.1126.
  58. ^ Хауэлл, Элизабет (16 апреля 2015 г.). «Новая инопланетная планета — одна из самых дальних из когда-либо обнаруженных». Space.com . Архивировано из оригинала 26 сентября 2023 г. . Получено 14 декабря 2016 г. .
  59. ^ Ландау, Элизабет (10 ноября 2016 г.). «Космические телескопы НАСА обнаружили неуловимый коричневый карлик». НАСА / Лаборатория реактивного движения . Получено 18 декабря 2016 г.
  60. ^ "Hubble Team Breaks Cosmic Distance Record" (пресс-релиз). Jet Propulsion Laboratory . 3 марта 2016 г. feature16-04. Архивировано из оригинала 28 сентября 2023 г. Получено 14 декабря 2016 г.
  61. ^ Хадхази, Адам (24 сентября 2013 г.). «Как инженеры переделали Spitzer для исследования экзопланет» (пресс-релиз). Лаборатория реактивного движения . 2013-289. Архивировано из оригинала 28 марта 2023 г. Получено 14 декабря 2016 г.
  62. ^ Chou, Felicia; Clavin, Whitney B. (30 июля 2015 г.). "NASA's Spitzer Confirms Closest Rocky Exoplanet" (пресс-релиз). Jet Propulsion Laboratory . 2015-251. Архивировано из оригинала 7 апреля 2023 г. Получено 15 декабря 2016 г.
  63. ^ Clavin, Whitney B.; Chou, Felicia (14 апреля 2015 г.). «NASA's Spitzer Spots Planet Deep Within Our Galaxy» (пресс-релиз). Jet Propulsion Laboratory . 2015-128. Архивировано из оригинала 20 февраля 2024 г. Получено 15 декабря 2016 г.
  64. ^ ab Chou, Felicia; Potter, Sean; Landau, Elizabeth (22 февраля 2017 г.). "NASA Telescope Reveals Largest Batch of Earth-Size, Habitable-Zone Planets Around Single Star" (пресс-релиз). NASA . 17-015. Архивировано из оригинала 16 февраля 2024 г. . Получено 3 марта 2017 г. .
  65. ^ Gillon, Michaël; et al. (23 февраля 2017 г.). «Рисунок 1: Система TRAPPIST-1, увиденная Spitzer». Nature . 542 (7642): 456–460. arXiv : 1703.01424 . Bibcode :2017Natur.542..456G. doi :10.1038/nature21360. PMC 5330437 . PMID  28230125. 
  66. ^ Коппарапу, Рави Кумар (25 марта 2013 г.). «Пересмотренная оценка частоты появления планет земного типа в обитаемых зонах вокруг m-карликов Кеплера». The Astrophysical Journal Letters . 767 (1): L8. arXiv : 1303.2649 . Bibcode : 2013ApJ...767L...8K. doi : 10.1088/2041-8205/767/1/L8. S2CID  119103101.

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки