Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Космический телескоп Спитцера
Космический телескоп Спитцера.jpg
Художник, изображающий космический телескоп Спитцера.
ИменаКосмический инфракрасный телескоп
Тип миссииИнфракрасный космический телескоп
ОператорНАСА  / Лаборатория реактивного движения  / Калтех
COSPAR ID2003-038A
SATCAT нет.27871
Интернет сайтwww.spitzer.caltech.edu
Продолжительность миссииПланируется: от 2,5 до 5+ лет [1]
Основная миссия: 5 лет, 8 месяцев, 19 дней
Окончательная: 16 лет, 5 месяцев, 4 дня
Свойства космического корабля
ПроизводительЛокхид
Болл Аэроспейс
Стартовая масса950 кг (2094 фунта) [1]
Сухая масса884 кг (1949 фунтов)
Масса полезной нагрузки851,5 кг (1877 фунтов) [1]
Начало миссии
Дата запуска25 августа 2003 г., 05:35:39 UTC [2] ( 2003-08-25UTC05: 35: 39 ) 
РакетаDelta II 7920H [3]
Запустить сайтМыс Канаверал SLC-17B
Поступил в сервис18 декабря 2003 г.
Конец миссии
УтилизацияДеактивирован на околоземной орбите
Деактивировано30 января 2020 [4]
Параметры орбиты
Справочная системаГелиоцентрический [1]
РежимЗемляной [1]
Эксцентриситет0,011 [5]
Высота перигелия1.003 AU [5]
Высота афелия1.026 AU [5]
Наклон1,13 ° [5]
Период373,2 дня [5]
Эпоха16 марта 2017 00:00:00
Главный телескоп
ТипРичи-Кретьен [6]
Диаметр0,85 м (2,8 фута) [1]
Фокусное расстояние10,2 м (33 футов)
Длины волнинфракрасный , 3,6–160  мкм [7]
Инструменты
IRACИнфракрасная матричная камера
IRSИнфракрасный спектрограф
MIPSМногополосный фотометр для Spitzer
НАСА-SpitzerTelescope-Logo.svg
Программа Великих обсерваторий
←  Чандра
 
При инфракрасном наблюдении можно увидеть объекты, скрытые в видимом свете, например, HUDF-JD2 , показанный на рисунке. Это показывает, как камера Spitzer IRAC смогла видеть за пределами длин волн инструментов Хаббла.

Спитцер космический телескоп , ранее космический инфракрасный телескоп ( SIRTF ), был ИК - космический телескоп запущен в 2003 году и ушел на 30 января 2020 г. [4] [8]

Спитцер был третьим космическим аппаратом, посвященным инфракрасной астрономии, после IRAS (1983) и ISO (1995–98). Это был первый космический корабль, который использовал орбиту со следом за Землей , позже использованную планетоискателем Kepler .

Запланированный период миссии должен был составлять 2,5 года с ожиданием до запуска, что миссия может продлиться до пяти или чуть более лет, пока запас жидкого гелия на борту не будет исчерпан. Это произошло 15 мая 2009 года. [9] Без жидкого гелия для охлаждения телескопа до очень низких температур, необходимых для работы, большинство инструментов больше нельзя было использовать. Однако два модуля с самой короткой длиной волны камеры IRAC продолжали работать с той же чувствительностью, что и до исчерпания криогена , и продолжали использоваться в начале 2020 года в теплой миссии Spitzer . Были проведены предпусковые испытания для определения ожидаемой производительности оборудования в этом состоянии, а также испытания на заводе.Университет Рочестера , подтверждающий постоянную способность детекторов. [10] [11] Во время теплой миссии два коротковолновых канала IRAC работали при 28,7 К и, по прогнозам, не испытали почти никакого ухудшения при этой температуре по сравнению с номинальной миссией. Данные Спитцера , как первичной, так и теплой фаз, хранятся в инфракрасном научном архиве (IRSA).

В соответствии с традицией НАСА, телескоп был переименован после успешной демонстрации работы 18 декабря 2003 года. В отличие от большинства телескопов , названных советом ученых, как правило, в честь известных умерших астрономов, новое название SIRTF было получено в результате конкурса. открыт 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. [12] Спитцер написал отчет 1946 года для RAND Corporation, описывающий преимущества внеземной обсерватории и то, как это можно реализовать с помощью имеющихся или будущих технологий. [13] [14]Он был отмечен за его новаторский вклад в ракетную технику и астрономию , а также «его видение и лидерство в формулировании преимуществ и выгод, которые должны быть реализованы в рамках программы космического телескопа». [12]

US $ 776 млн [15] Spitzer был запущен 25 августа 2003 года в 05:35:39  UTC с мыса Канаверал SLC-17B на борту Delta II ракеты 7920H. [2]

Он был выведен на гелиоцентрическую (в отличие от геоцентрической ) орбиту, уходящую от земной орбиты и уходящую от нее со скоростью примерно 0,1 астрономической единицы в год ( «замыкающая» орбита [1] ). Главное зеркало имеет диаметр 85 сантиметров (33 дюйма), f / 12 , изготовлено из бериллия и охлаждается до 5,5  К (-268 ° C; -450 ° F). Спутник содержит три инструментов , которые позволили ему выполнять астрофотографии и фотометрии от 3,6 до 160 мкм, спектроскопии от 5,2 до 38 мкм, и спектрофотометрииот 55 до 95 мкм. [7]

История [ править ]

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 для космической астрономии и астрофизики в 1980 - е годы , которые были определены Шатл инфракрасный телескоп (SIRTF) [16] , как «один из двух основных астрофизических объектов [к разрабатываться] для космической платформы "Спейслаб". Предвидя основные результаты предстоящего спутника Explorer и миссии "Шаттл", в докладе также говорится о "изучении и разработке ... длительных космических полетов инфракрасных телескопов, охлаждаемых до криогенных температур.[17] ".

Запуск в январе 1983 года инфракрасного астрономического спутника , совместно разработанного Соединенными Штатами, Нидерландами и Соединенным Королевством для проведения первого инфракрасного обзора неба, подогрел аппетиты ученых во всем мире к последующим космическим полетам с использованием быстрое улучшение технологии инфракрасных детекторов.

Ранее инфракрасные наблюдения проводились как космическими, так и наземными обсерваториями . Недостаток наземных обсерваторий состоит в том, что в инфракрасном диапазоне длин волн или частот и атмосфера Земли, и сам телескоп будут ярко излучать (светиться). Кроме того, атмосфера непрозрачна для большинства инфракрасных 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, построенного из электрических 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 сделаны большие успехи в астрономической технологии.

Запуск SIRTF в 2003 году с борта 300-й ракеты Delta.

Большинство ранних концепций предполагали повторные полеты на борту космического корабля НАСА. Этот подход был разработан в эпоху, когда предполагалось, что программа Shuttle будет поддерживать еженедельные полеты продолжительностью до 30 дней. В предложении НАСА в мае 1983 года SIRTF описывалась как миссия с шаттлом с развивающейся полезной нагрузкой научных инструментов. Предполагалось несколько полетов с вероятным переходом в более расширенный режим работы, возможно, в связи с будущей космической платформой или космической станцией. SIRTF представляет собой многопользовательский объект 1-метрового класса с криогенным охлаждением, состоящий из телескопа и соответствующих инструментов в фокальной плоскости. Он будет запущен на космическом шаттле и останется прикрепленным к шаттлу в качестве полезной нагрузки Spacelab во время астрономических наблюдений, после чего он будет возвращен на Землю для ремонта перед повторным полетом.Первый полет ожидался примерно в 1990 году, а последующие полеты начнутся примерно через год. Однако полет Spacelab-2 на бортуSTS-51-F показал, что среда Шаттла плохо подходит для бортового инфракрасного телескопа из-за загрязнения из-за относительно "грязного" вакуума, связанного с орбитальными аппаратами. К сентябрю 1983 года НАСА рассматривало «возможность длительной [бесплатной] миссии SIRTF». [18] [19]

Спитцер - единственная из Великих обсерваторий, запущенная не космическим челноком , как предполагалось изначально. Тем не менее, после 1986 Челленджера катастрофы , то Centaur LH2 - кислородно верхняя ступень, которые были бы необходимо , чтобы поместить его в конечной орбите, запретили использование Shuttle. В течение 1990-х годов миссия претерпела ряд изменений, главным образом из-за бюджетных соображений. Это привело к гораздо меньшей, но все же полностью работоспособной миссии, в которой можно было использовать меньшую расходную ракету-носитель Delta II. [20]

Анимация траектории космического телескопа Спитцера относительно Земли.
   Космический телескоп Спитцера  ·   земной шар

Одним из наиболее важных достижений этой модернизации была орбита, замыкающая Землю . [1]Криогенные спутники, которым требуется температура жидкого гелия (LHe, T ≈ 4 K) на околоземной орбите, обычно подвергаются большой тепловой нагрузке со стороны Земли и, следовательно, требуют большого количества теплоносителя LHe, который затем имеет тенденцию преобладать в общей массе полезной нагрузки. и ограничивает жизнь миссии. Размещение спутника на солнечной орбите вдали от Земли позволило создать 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 теплового излучения, а автобус космического корабля был термически изолирован от телескопа. Все эти конструктивные решения в совокупности резко уменьшили общую массу необходимого гелия, что привело к уменьшению габаритов и облегчению полезной нагрузки, что привело к значительной экономии затрат, но с зеркалом того же диаметра, что и изначально.Эта орбита также упрощает наведение телескопа, но требуетСеть дальнего космоса НАСА для связи. [ 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 правительственными учреждениями, руководителями которых были Корнелл, Университет Аризоны, Смитсоновская астрофизическая обсерватория, Ball Aerospace и Центр космических полетов Годдарда. Детекторы более коротковолнового инфракрасного излучения были разработаны компанией Raytheon в Голете, Калифорния. Компания Raytheon использовала антимонид индия и детектор из легированного кремния при создании инфракрасных детекторов. Утверждается, что эти детекторы в 100 раз более чувствительны, чем те, которые когда-то были доступны в начале проекта в 1980-х годах. [21]Детекторы дальнего инфракрасного диапазона (70–160 микрометров) были разработаны совместно Университетом Аризоны и Национальной лабораторией Лоуренса Беркли с использованием германия, легированного галлием. Космический корабль был построен компанией Lockheed Martin . Миссия работала и управляется Лаборатории реактивного движения и научного центра Spitzer , [22] , расположенный на Caltech университетского городка в Пасадене, штат Калифорния. [ необходима цитата ]

15 мая 2009 года у Спитцера закончился жидкий гелиевый хладагент, что остановило наблюдения в дальнем ИК-диапазоне. Остался только прибор IRAC, и только на двух более коротких диапазонах длин волн (3,6 мкм и 4,5 мкм). Равновесная температура телескопа была тогда около 30 К (-243 ° C; -406 ° F), и IRAC продолжал получать ценные изображения на этих длинах волн в рамках «Теплой миссии Спитцера». [23]

В конце миссии расстояние Спитцера до Земли и форма его орбиты означали, что космический корабль должен был наклониться под большим углом, чтобы направить свою антенну на Землю. Солнечные панели не были полностью освещены под этим углом, и это ограничивало время связи 2,5 часами из-за разряда батареи. [24] Телескоп был выведен из эксплуатации 30 января 2020 года [4], когда НАСА отправило сигнал о выключении телескопа от Коммуникационного комплекса Голдстоуна в глубоком космосе (GDSCC), инструктирующий телескоп перейти в безопасный режим. [25] Получив подтверждение, что команда была успешной, менеджер проекта Spitzer Джозеф Хант официально заявил, что миссия завершена. [26]

Инструменты [ править ]

Henize 206 просмотрены различными инструментами в марте 2004 года, отдельный IRAC и МУП изображение справа.

Спитцер несет на борту три инструмента: [27] [28] [29] [30]

Инфракрасная матричная камера (IRAC)
Инфракрасная камера, работающая одновременно на четырех длинах волн (3,6 мкм, 4,5 мкм, 5,8 мкм и 8 мкм). В каждом модуле использовался детектор с разрешением 256 × 256 пикселей: в коротковолновой паре использовалась технология антимонида индия , в длинноволновой паре использовалась технология зонной проводимости с примесью кремния, легированного мышьяком. [31] Главным исследователем был Джованни Фацио из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики ; летное оборудование было построено Центром космических полетов имени Годдарда НАСА .
Инфракрасный спектрограф (IRS)
Инфракрасный спектрометр с четырьмя субмодулями, которые работают 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). В каждом модуле использовался детектор с разрешением 128 × 128 пикселей - в коротковолновой паре использовалась технология блокированных примесных полос, легированных мышьяком, а в длинноволновой паре - технология блокированных примесных полос, легированных сурьмой. [32] Главным исследователем был Джеймс Р. Хоук из Корнельского университета ; летное оборудование было построено Ball Aerospace .
Многополосный фотометр для Spitzer (MIPS)
Три матрицы детекторов в дальней инфракрасной области (128 × 128 пикселей на 24  мкм , 32 × 32 пикселей на 70 мкм, 2 × 20 пикселей на 160 мкм). Детектор 24 мкм идентичен одному из коротковолновых модулей IRS. В детекторе 70 мкм используется технология легированного галлием германия, а в детекторе 160 мкм также используется германий, легированный галлием, но с механическим напряжением, добавленным к каждому пикселю, чтобы уменьшить ширину запрещенной зоны и расширить чувствительность до этой длинноволновой области. [33] Главным исследователем был Джордж Х. Рике из Университета Аризоны ; летное оборудование было построено Ball Aerospace .

Результаты [ править ]

Хотя некоторое время на телескопе было зарезервировано для участвующих учреждений и важных проектов, астрономы со всего мира также имели возможность представить предложения по наблюдению времени. Перед запуском был предложен призыв к большим, последовательным исследованиям с использованием Spitzer. Если телескоп рано выйдет из строя и / или очень быстро закончится криоген, эти так называемые проекты наследия обеспечат быстрое получение наилучших научных результатов в первые месяцы миссии. В качестве требования, связанного с финансированием, полученным этими командами Наследия, команды должны были доставить продукты данных высокого уровня обратно в Научный центр Спитцера (и в Инфракрасный научный архив НАСА / IPAC).) для использования сообществом, что снова обеспечивает быстрое научное возвращение миссии. Международное научное сообщество быстро осознало ценность предоставления продуктов для использования другими, и даже несмотря на то, что проекты Legacy больше не запрашивались явным образом в последующих конкурсах предложений, команды продолжали предоставлять продукты сообществу. Научный центр Спитцера позже восстановил проекты под названием «Наследие» (а позже еще и проекты «Исследовательская наука») в ответ на эти усилия сообщества. [34]

Важные цели включали формирующиеся звезды ( молодые звездные объекты или YSO), планеты и другие галактики. Изображения находятся в свободном доступе для образовательных и журналистских целей. [35] [36]

В Кефей C & B регионы. - Космический телескоп Спитцера (30 мая 2019 г.).
Первое световое изображение IC 1396, сделанное Спитцером .

Первые опубликованные изображения со Спитцера были разработаны, чтобы продемонстрировать возможности телескопа и показали светящийся звездный питомник, большую кружащуюся пыльную галактику , диск из обломков, образующих планеты, и органический материал в далекой вселенной. С тех пор многие ежемесячные пресс - релизы высветили Спитцер «s возможности, как НАСА и ЕКА изображения сделать для космического телескопа Хаббла .

Одним из наиболее примечательных наблюдений стало то, что в 2005 году Спитцер стал первым телескопом, который напрямую улавливал свет экзопланет , а именно «горячих юпитеров» HD 209458b и TrES-1b , хотя он не разрешил этот свет в реальных изображениях. [37] Это был первый случай прямого обнаружения света внесолнечных планет; более ранние наблюдения были сделаны косвенно, на основе поведения звезд, вокруг которых вращались планеты. В апреле 2005 года телескоп также обнаружил, что диск Cohen-kuhi Tau / 4 был намного моложе и имел меньшую массу, чем предполагалось ранее, что привело к новому пониманию того, как формируются планеты.

Туманность Улитка , синий показывает инфракрасный свет 3,6 до 4,5 мкм, зеленые шоу инфракрасного света от 5,8 до 8 мкм, и красные показывает инфракрасный свет 24 мкм.

В 2004 году сообщалось, что Спитцер заметил слабо светящееся тело, которое, возможно, было самой молодой звездой, которую когда-либо видели. Телескоп был обучен на ядре из газа и пыли, известном как L1014, которое ранее казалось полностью темным для наземных обсерваторий и для ISO ( Инфракрасная космическая обсерватория ), предшественницы Спитцера . Передовые технологии Spitzer выявили ярко-красную горячую точку в середине L1014.

Ученые из Техасского университета в Остине , открывшие объект, полагают, что горячая точка является примером раннего развития звезды, когда молодая звезда собирает газ и пыль из облака вокруг нее. Раннее предположение о горячей точке заключалось в том, что это мог быть слабый свет другого ядра, которое находится в 10 раз дальше от Земли, но на том же луче зрения, что и L1014. Последующие наблюдения наземных обсерваторий ближнего инфракрасного диапазона обнаружили слабое веерообразное свечение в том же месте, что и объект, обнаруженный Спитцером . Это свечение слишком слабое, чтобы исходить от более далекого ядра, поэтому можно сделать вывод, что объект находится внутри L1014. (Янг и др. , 2004)

В 2005 году астрономы из Университета Висконсина в Мэдисоне и Уайтуотере определили на основе 400 часов наблюдений на космическом телескопе Спитцера, что галактика Млечный Путь имеет более прочную стержневую структуру по всему ядру, чем считалось ранее.

Искусственное цветное изображение туманности Двойная спираль, которое , как считается, создается в центре Галактики под действием магнитного кручения, в 1000 раз превышающего солнечное.

Кроме того, в 2005 году, астрономы Александер Кашлински и Джон Мазер из НАСА Goddard Space Flight Center сообщили , что один из Spitzer «s ранних изображений , возможно, захватили свет первых звезд во Вселенной. На изображении квазара в созвездии Дракона , предназначенном только для калибровки телескопа, было обнаружено инфракрасное свечение после того, как свет известных объектов был удален. Кашлинский и Мазер убеждены, что многочисленные капли в этом свечении - это свет звезд, образовавшихся уже через 100 миллионов лет после Большого взрыва , смещенных на красную сторону.космическое расширение . [38]

В марте 2006 года астрономы сообщили о туманности длиной 80 световых лет (25  пк ) около центра Галактики Млечный Путь, туманности Двойная спираль , которая, как следует из названия, закручена в форму двойной спирали. Считается, что это свидетельство массивных магнитных полей, создаваемых газовым диском, вращающимся вокруг сверхмассивной черной дыры в центре галактики, на расстоянии 300 световых лет (92 пк) от туманности и 25 000 световых лет (7700 пк) от Земли. Эта туманность была открыта Спитцером и опубликована в журнале Nature 16 марта 2006 года.

В мае 2007 года астрономы успешно нанесли на карту температуру атмосферы HD 189733 b , получив таким образом первую карту какой-то внесолнечной планеты.

Начиная с сентября 2006 года телескоп участвовал в серии обзоров под названием « Обзор пояса Гулда» , в которых наблюдалась область пояса Гулда в нескольких длинах волн. Первая серия наблюдений космического телескопа Спитцер была завершена с 21 сентября 2006 г. по 27 сентября. В результате этих наблюдений группа астрономов во главе с доктором Робертом Гутермутом из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики сообщила об открытии Южного Змеи , скопления из 50 молодых звезд в созвездии Змеи .

Андромеды , принятое MIPS при 24 микрометров.

Ученые давно задаются вопросом, как крошечные кристаллы силиката, для образования которых требуются высокие температуры, попали в замороженные кометы, рожденные в очень холодной среде на внешних границах Солнечной системы. Кристаллы начинались как некристаллизованные аморфные силикатные частицы, часть смеси газа и пыли, из которой возникла Солнечная система. Эта загадка еще больше усугубилась с результатами миссии по возврату образцов Stardust , в ходе которой были захвачены частицы из Comet Wild 2 . Было обнаружено, что многие частицы звездной пыли образовывались при температурах, превышающих 1000 К.

В мае 2009 года исследователи Spitzer из Германии, Венгрии и Нидерландов обнаружили, что аморфный силикат, по-видимому, превратился в кристаллическую форму в результате вспышки звезды. Они обнаружили ИК подпись форстеритовых силикатных кристаллов на диске пыли и газа , окружающего звезду EX Lupi во время одного из своих частых вспышек или вспышек, увиденных Spitzer в апреле 2008 г. Эти кристаллы не присутствовали в Spitzer «s предыдущая наблюдения звездного диска в один из его спокойных периодов. Эти кристаллы, по-видимому, образовались путем радиационного нагрева пыли в пределах 0,5 а.е. от EX Lupi. [39] [40]

В августе 2009 года телескоп обнаружил свидетельство высокоскоростного столкновения двух растущих планет, вращающихся вокруг молодой звезды. [41]

В октябре 2009 года астрономы Энн Дж. Вербисер, Майкл Ф. Скруцки и Дуглас П. Гамильтон опубликовали данные о « кольце Фиби » Сатурна , которое было обнаружено с помощью телескопа; Кольцо представляет собой огромный тонкий диск из материала, превышающий радиус Сатурна от 128 до 207 раз. [42]

Опросы GLIMPSE и MIPSGAL [ править ]

GLIMPSE, «Экстраординарный инфракрасный обзор среднего плана Галактического наследия» , представлял собой серию обзоров, охватывающих 360 ° внутренней области галактики Млечный Путь, которые обеспечили первое крупномасштабное картографирование галактики. [43] [44] Он состоит из более чем 2 миллионов снимков, сделанных в четырех разных длинах волн с помощью инфракрасной камеры. [45] Снимки были сделаны в течение 10 лет, начиная с 2003 года, когда был запущен Spitzer . [46]

MIPSGAL, аналогичный обзор, дополняющий GLIMPSE, охватывает 248 ° галактического диска [47] с использованием каналов 24 и 70 мкм инструмента MIPS. [48]

3 июня 2008 года на 212-м заседании Американского астрономического общества в Сент-Луисе , штат Миссури , ученые представили самый крупный и подробный инфракрасный портрет Млечного Пути , созданный путем сшивания более 800 000 снимков . [49] [50] Этот составной обзор теперь доступен для просмотра с помощью GLIMPSE / MIPSGAL Viewer. [51]

2010-е [ править ]

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

Наблюдения спутника Spitzer , объявленные в мае 2011 года, показывают, что крошечные кристаллы форстерита могут падать, как дождь, на протозвезду HOPS-68. Открытие кристаллов форстерита во внешнем коллапсирующем облаке протозвезды является неожиданным, потому что кристаллы образуются при высоких температурах, подобных лаве, однако они находятся в молекулярном облаке, где температуры составляют около -170 ° C (103 K; -274 ° F). Это заставило группу астрономов предположить, что биполярный отток от молодой звезды может переносить кристаллы форстерита от поверхности звезды к холодному внешнему облаку. [52] [53]

В январе 2012 года сообщалось, что дальнейший анализ наблюдений EX Lupi со спутника Spitzer можно понять, если кристаллическая пыль форстерита удалялась от протозвезды со средней скоростью 38 километров в секунду (24 миль / с). Казалось бы, такие высокие скорости могут возникнуть только в том случае, если бы пылинки были выброшены биполярным истечением вблизи звезды. [54] Такие наблюдения согласуются с астрофизической теорией, разработанной в начале 1990-х годов, где было высказано предположение, что биполярные истечения садят или преобразуют диски газа и пыли, которые окружают протозвезды, путем непрерывного выброса переработанного, сильно нагретого материала из внутреннего диска. рядом с протозвездой, в более удаленные от протозвезды области аккреционного диска. [55]

В апреле 2015 года сообщалось , что Спитцер и эксперимент по оптическому гравитационному линзированию совместно открыли одну из самых далеких планет из когда-либо идентифицированных: газовый гигант на расстоянии около 13000 световых лет (4000 пк) от Земли. [56]

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 с помощью гравитационного микролинзирования совместными усилиями Свифта , Спитцера и наземного эксперимента по оптическому гравитационному линзированию , впервые в истории двух космических телескопов. наблюдали такое же явление микролинзирования. Этот метод стал возможен из-за большого расстояния между двумя космическими кораблями: Swift находится на низкой околоземной орбите, а Spitzer находится на расстоянии более одной а.е. от Земли по гелиоцентрической орбите. [1]Это разделение обеспечило существенно разные перспективы коричневого карлика, что позволило наложить ограничения на некоторые физические характеристики объекта. [57]

Как сообщалось в марте 2016 года, Спитцер и Хаббл использовались для открытия самой далекой из известных галактик GN-z11 . Этот объект был таким, каким он был 13,4 миллиарда лет назад. [58] [59]

Spitzer Beyond [ править ]

С 1 октября 2016 года, Спитцер начал Смотровая цикл 13, 2 1 / 2 года продлил миссиюпрозвищу Beyond . Одна из целей этой расширенной миссии заключалась в том, чтобы помочь подготовиться к космическому телескопу Джеймса Уэбба , также являющемуся инфракрасным телескопом, путем выявления кандидатов для более подробных наблюдений. [59]

Еще одним аспектом миссии Beyond были инженерные задачи эксплуатации " Спитцера" на его продвигающейся орбитальной фазе. По мере того, как космический корабль удалялся от Земли по той же орбитальной траектории от Солнца, его антенна должна была указывать все более высокие углы для связи с наземными станциями; это изменение угла приводило к увеличению солнечного нагрева транспортного средства, в то время как его солнечные панели получали меньше солнечного света. [59]

Planet Hunter [ править ]

Художественное впечатление от системы TRAPPIST-1.

Спитцер также занялся изучением экзопланет благодаря творческой настройке его оборудования. Это включало в себя удвоение его стабильности за счет изменения цикла нагрева, поиска нового применения камеры с максимальным увеличением и анализа датчика на уровне субпикселей. Несмотря на то, что во время его «теплого» полета, пассивная система охлаждения космического корабля поддерживала температуру датчиков на уровне 29 К (-244 ° C; -407 ° F). [60] Спитцер использовал методы транзитной фотометрии и гравитационного микролинзирования для выполнения этих наблюдений. [59] По словам Шона Кэри из НАСА, «Мы даже не думали об использовании Спитцера для изучения экзопланет при его запуске ... Тогда это могло бы показаться нелепым, но сейчас это важная часть того, что делает Спитцер».[59]

Примеры экзопланет, обнаруженных с помощью Spitzer, включают HD 219134 b в 2015 году, которая оказалась скалистой планетой примерно в 1,5 раза больше Земли на трехдневной орбите вокруг своей звезды; [61] и неназванная планета, обнаруженная с помощью микролинзирования, находящаяся на расстоянии около 13 000 световых лет (4 000 пк) от Земли. [62]

В сентябре – октябре 2016 года спутник Спитцер был использован для открытия пяти из семи известных планет вокруг звезды TRAPPIST-1 , каждая из которых приблизительно размером с Землю и, вероятно, является каменистой. [63] [64] Три из обнаруженных планет расположены в обитаемой зоне , что означает, что они способны поддерживать жидкую воду при достаточных параметрах. [65] Используя метод транзита , Спитцер помог измерить размеры семи планет и оценить массу и плотность внутренних шести планет. Дальнейшие наблюдения помогут определить, есть ли жидкая вода на какой-либо из планет. [63]

См. Также [ править ]

  • Космическая обсерватория Гершеля (2009–2013)
  • Инфракрасная астрономия
  • Список космических телескопов
  • Список крупнейших инфракрасных телескопов

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d e f g h i "О Спитцере: быстрые факты" . Калтех. 2008. Архивировано из оригинала 2 февраля 2007 года . Проверено 22 апреля 2007 года .
  2. ^ a b Харвуд, Уильям (25 августа 2003 г.). «300-я ракета Дельта открывает новое окно во Вселенную» . Новости CBS через Spaceflight Now . Дата обращения 1 декабря 2016 .
  3. ^ "Космический телескоп Спитцера: запуск / орбитальная информация" . Национальный центр данных по космической науке . Проверено 26 апреля 2015 года .
  4. ^ a b c Завершающаяся в 2020 году миссия НАСА с инфракрасным спутником Spitzer оставляет пробел в астрономии. Джонатан О'Каллаган. Scientific American . 4 июня 2019.
  5. ^ a b c d e "Веб-интерфейс HORIZONS" . Лаборатория реактивного движения . Проверено 16 марта 2017 года .
  6. ^ «О Спитцере: Телескоп Спитцера» . Калтех. Архивировано из оригинального 24 февраля 2007 года . Проверено 22 апреля 2007 года .
  7. ^ а б Ван Дайк, Шайлер; Вернер, Майкл; Зильберманн, Нэнси (март 2013 г.) [2010]. «3.2: Описание обсерватории» . Справочник по телескопу Спитцера . Инфракрасный научный архив . Проверено 18 октября 2015 года .
  8. ↑ Манн, Адам (30 января 2020 г.). «Космический телескоп НАСА Спитцер завершает 16-летнюю миссию открытий - космический телескоп НАСА Спитцер обнаружил 7 миров размером с Землю, вращающихся вокруг другой звезды, новое кольцо вокруг Сатурна и многие другие чудеса в космосе» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 4 февраля 2020 года .
  9. ^ Clavin, Уитни (15 мая 2009). «Спитцер НАСА начинает теплую миссию» . НАСА / Калтех. ssc2009-12, jpl2009-086 . Проверено 26 апреля 2015 года .
  10. ^ Стауффер, Джон (август 2007). "Научные перспективы теплой миссии Спитцера" (PDF) . Мастерская Spitzer Warm Mission .
  11. ^ Научный центр Спитцера. «Теплая миссия Цикла-6» . НАСА / Лаборатория реактивного движения. Архивировано из оригинала 4 июля 2010 года . Проверено 16 сентября 2009 года .
  12. ^ a b "Кем был Лайман Спитцер?" . НАСА: Для преподавателей . Калифорнийский технологический институт и Лаборатория реактивного движения. 11 марта 2004 . Проверено 6 января 2009 года .
  13. ^ Кэролайн Коллинз Петерсен; Джон С. Брандт (1998). Видение Хаббла: дальнейшие приключения с космическим телескопом Хаббла . CUP Архив. п. 193 . ISBN 978-0-521-59291-8.
  14. Перейти ↑ Zimmerman, Robert (2008). Вселенная в зеркале: сага о телескопе Хаббл и его создателях . Издательство Принстонского университета. п. 10 . ISBN 978-0-691-13297-6.
  15. ^ "Быстрые факты космического телескопа Спитцера" . Лаборатория реактивного движения НАСА . Проверено 21 августа 2020 .
  16. ^ «Стратегия космической астрономии и астрофизики на 1980-е годы» . Издательство национальных академий . https://www.nap.edu/read/19837/chapter/3#19 : The National Academies Press. 1979. стр. 19.CS1 maint: location ( ссылка )
  17. ^ «Астрономия и астрофизика для 1980-х, Том 1: Отчет Комитета по астрономическим исследованиям)» . Издательство национальных академий . Издательство национальных академий. 1982. с. 54.
  18. ↑ Ватанабэ, Сьюзан (22 ноября 2007 г.). «Изучение Вселенной в инфракрасном диапазоне» . НАСА . Проверено 8 декабря 2007 года .
  19. ^ Квок, Джонни (осень 2006 г.). «В поисках пути: история космического телескопа Спитцера» . Академия обмена знаниями . НАСА. Архивировано из оригинала 8 сентября 2007 года . Проверено 9 декабря 2007 года .
  20. ^ Рике, Джордж (2006). Последняя из великих обсерваторий: Спитцер и эра быстрее, лучше и дешевле в НАСА . Издательство Университета Аризоны. п. [1] . ISBN 0-8165-2558-7.
  21. ^ Raytheon Company: Связи с инвесторами: Пресс - релиз . Investor.raytheon.com (8 января 2004 г.). Проверено 21 июля 2013 г.
  22. ^ Домашняя страница Научного центра Спитцера - Общественная информация .
  23. ^ Клавин, Уитни Б.; Харрингтон, JD (5 августа 2009 г.). «Спитцер НАСА видит космос« теплыми »инфракрасными глазами» . НАСА . Проверено 30 января 2016 года .
  24. ^ Cofield, Калла (13 июня 2019). «Как Спитцер НАСА так долго оставался живым» . НАСА.
  25. ↑ Оберхаус, Даниэль (29 января 2020 г.). «RIP Spitzer, самый крутой тепловой телескоп в Солнечной системе» . Проводной . Проверено 29 января 2020 года .
  26. ^ "Космический телескоп НАСА Спитцер завершает миссию астрономических открытий" . Лаборатория реактивного движения. 30 января 2020 . Дата обращения 10 февраля 2020 .
  27. ^ SSC Обсерватория общей информации страница архивация 6 февраля 2010 в Wayback Machine , 4 октября 2009.
  28. ^ SSC Обсерватория Обзор архивации 10 октября 2009 в Wayback Machine , 4 октября 2009.
  29. ^ Домашняя страница SSC ​​Science Information , 4 октября 2009 г.
  30. ^ Spitzer Наблюдательного Руководства по архивации 11 октября 2009 в Wayback Machine , ссылка на техническую информацию приборостроения, Ver 8, 15 августа 2008.
  31. ^ SSC IRAC (Mid IR камера) наука пользователей страница информации , 4 октября 2009.
  32. ^ Информация о странице SSC IRS (спектрометр) Наука пользователей , 4 октября 2009.
  33. ^ Информационная страница научных пользователей фотометра и спектрометра SSC MIPS (длинноволновая 24 мкм, 70 мкм и 160 мкм), 4 октября 2009 г.
  34. ^ «Документация и инструменты Spitzer: устаревшие программы» . НАСА / IPAC Инфракрасный научный архив . Проверено 26 августа 2020 .
  35. ^ «Политика использования изображений IPAC» . IPAC . Проверено 26 августа 2020 .
  36. ^ "Изображения космического телескопа Спитцера" . Astropix . Проверено 26 августа 2020 .
  37. ^ Пресс-релиз: Спитцер НАСА отмечает начало новой эры планетарной науки .
  38. ^ Инфракрасная Свечение первых звезд Найдено: Scientific American архивации 10 октября 2007 в Wayback Machine .
  39. ^ Новости JPL | Спитцер ловит звезды, готовящие кристаллы кометы
  40. ^ Ábrahám, P .; и другие. (14 мая 2009 г.). «Эпизодическое образование кометного материала при вспышке молодой звезды, похожей на Солнце». Природа . 459 (7244): 224–226. arXiv : 0906.3161 . Bibcode : 2009Natur.459..224A . DOI : 10,1038 / природа08004 . PMID 19444209 . S2CID 4426934 .  
  41. ^ НОВОСТИ BBC | Наука и окружающая среда | Обнаружены следы столкновения планет
  42. ^ Verbiscer, Энн; Михаил Скруцкий; Дуглас Гамильтон (7 октября 2009 г.). «Самое большое кольцо Сатурна» . Природа . 461 (7267): 1098–100. Bibcode : 2009Natur.461.1098V . DOI : 10,1038 / природа08515 . PMID 19812546 . S2CID 4349726 .  
  43. ^ «Телескоп Спитцера НАСА приносит 360-градусный обзор галактики на кончиках наших пальцев» . Веб-сайт Spitzer . НАСА / Лаборатория реактивного движения.
  44. ^ «Где звезды сделаны? Спитцер НАСА шпионит за горячей точкой» . Сайт Spitzer . НАСА / Лаборатория реактивного движения . Проверено 31 августа 2020 года .
  45. ^ Galactic Legacy Infrared Mid-Plane Survey Extraordinaire , Университет Висконсина – Мэдисон, факультет астрономии
  46. ^ "ПРОСМОТРЕТЬ Галактику со всех сторон" . Веб-сайт Spitzer . Caltech IPAC . Проверено 26 августа 2020 .
  47. ^ "Обзор 24 и 70 микронов внутреннего диска Галактики с Атласом сбора данных MIPS (MIPSGAL)" . НАСА / IPAC Инфракрасный научный архив (IRSA) . Проверено 26 августа 2020 .
  48. ^ Вернер, Майкл; Эйзенхардт, Питер (2019). Еще больше вещей на небесах: как инфракрасная астрономия расширяет наш взгляд на Вселенную . Издательство Принстонского университета. п. 101. ISBN 978-0-691-17554-6.
  49. ↑ Пресс-релиз: Спитцер фиксирует взросление звезд в нашей Галактике
  50. ↑ Опубликованные изображения и видео мозаики Млечный Путь
  51. ^ Программа просмотра GLIMPSE / MIPSGAL
  52. ^ Новости миссии НАСА | Спитцер видит хрустальный дождь во внешних звездных облаках
  53. ^ Poteet, Калифорния; и другие. (Июнь 2011 г.). "Обнаружение инфракрасным спектрографом Спитцера кристаллических силикатов в протозвездной оболочке" (PDF) . Письма из астрофизического журнала . 733 (2): L32. arXiv : 1104,4498 . Bibcode : 2011ApJ ... 733L..32P . DOI : 10.1088 / 2041-8205 / 733/2 / L32 . S2CID 28545814 .  
  54. ^ Юхас, А .; и другие. (Январь 2012 г.). «Вспышка EX Lup в 2008 году - кристаллы силиката в движении». Астрофизический журнал . 744 (2): 118. arXiv : 1110.3754 . Bibcode : 2012ApJ ... 744..118J . DOI : 10.1088 / 0004-637X / 744/2/118 . S2CID 53550709 . 
  55. ^ Liffman, K .; Браун, М. (октябрь 1995 г.). «Движение и сортировка по размерам частиц, выброшенных из протозвездного аккреционного диска». Икар . 116 (2): 275–290. Bibcode : 1995Icar..116..275L . DOI : 10.1006 / icar.1995.1126 .
  56. ↑ Хауэлл, Элизабет (16 апреля 2015 г.). «Новообретенная чужеродная планета - одна из самых дальних из когда-либо обнаруженных» . Space.com . Дата обращения 14 декабря 2016 .
  57. ↑ Ландау, Элизабет (10 ноября 2016 г.). «Космические телескопы НАСА точно определяют неуловимый коричневый карлик» . НАСА / Лаборатория реактивного движения . Проверено 18 декабря +2016 .
  58. ^ «Команда Хаббла побила космический рекорд расстояния» . Космический телескоп Спитцера. НАСА. 3 марта 2016 . Дата обращения 14 декабря 2016 .
  59. ↑ a b c d e Ландау, Элизабет (25 августа 2016 г.). "Космический телескоп Спитцера начинает" за пределами "фазы" . НАСА . Проверено 9 декабря +2016 .
  60. ^ Hadhazy, Адам (24 сентября 2013). «Как инженеры переделали Spitzer для исследования экзопланет» . НАСА . Дата обращения 14 декабря 2016 .
  61. ^ Чоу, Фелиция; Клавин, Уитни Б. (30 июля 2015 г.). «Спитцер НАСА подтверждает ближайшую скалистую экзопланету» . НАСА / Лаборатория реактивного движения . Проверено 15 декабря 2016 .
  62. ^ Клавин, Уитни Б.; Чоу, Фелиция (14 апреля 2015 г.). «Спитцер НАСА обнаруживает планету глубоко внутри нашей галактики» . НАСА / Лаборатория реактивного движения . Проверено 15 декабря 2016 .
  63. ^ а б Чжоу, Фелиция; Поттер, Шон; Ландау, Элизабет (22 февраля 2017 г.). «Телескоп НАСА обнаруживает самую большую партию планет размером с Землю и обитаемых зон вокруг одной звезды» . НАСА . Дата обращения 3 марта 2017 .
  64. ^ Гиллон, Микаэль; и другие. (23 февраля 2017 г.). «Рисунок 1: Система TRAPPIST-1 глазами Спитцера» . Природа . 542 (7642): 456–460. arXiv : 1703.01424 . Bibcode : 2017Natur.542..456G . DOI : 10,1038 / природа21360 . PMC 5330437 . PMID 28230125 .  
  65. ^ Kopparapu, Рави Кумар (25 марта 2013). «Пересмотренная оценка частоты появления планет земной группы в обитаемых зонах вокруг м-карликов Кеплера». Письма в астрофизический журнал . 767 (1): L8. arXiv : 1303.2649 . Bibcode : 2013ApJ ... 767L ... 8K . DOI : 10.1088 / 2041-8205 / 767/1 / L8 . S2CID 119103101 . 

Внешние ссылки [ править ]

  • СМИ, связанные с космическим телескопом Спитцера, на Викискладе?
  • Космический телескоп Спитцера на NASA.gov
  • Космический телескоп Спитцера на Caltech.edu
  • Космический телескоп Spitzer от NASA Solar System Exploration
  • Программа просмотра изображений GLIMPSE / MIPSGAL на сайте Alienearths.org
  • «Космический телескоп Спитцера: открытие« большего количества вещей на небесах »с ученым из проекта НАСА Spitzer Project Майклом Вернером» , «Преодоление пробелов: портал для любопытных умов», 2019 г.