Космический телескоп Спитцера - Spitzer Space Telescope

Космический телескоп Спитцера
Космический телескоп Спитцера.jpg
Художник, изображающий космический телескоп Спитцера.
ИменаКосмический инфракрасный телескоп
Тип миссииИнфракрасный космический телескоп
ОператорНАСА  / JPL  / 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
Финал: 16 лет, 5 месяцев, 4 дня
Свойства космического корабля
ПроизводительЛокхид
Ball Aerospace
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, 05:35:39 (2003-08-25UTC05: 35: 39) универсальное глобальное время[2]
РакетаДельта II 7920H[3]
Запустить сайтмыс Канаверал SLC-17B
Поступил в сервис18 декабря 2003 г.
Конец миссии
УтилизацияДеактивирован на околоземной орбите
Деактивировано30 января 2020 г.[4]
Параметры орбиты
Справочная системаГелиоцентрический[1]
РежимЗемляной[1]
Эксцентриситет0.011[5]
Высота перигелия1.003 Австралия[5]
Высота афелия1.026 AU[5]
Наклон1.13°[5]
Период373.2 дней[5]
Эпоха16 марта 2017 00:00:00
Главный телескоп
ТипРичи-Кретьен[6]
Диаметр0,85 м (2,8 футов)[1]
Фокусное расстояние10,2 м (33 футов)
Длины волнинфракрасный, 3.6–160 мкм[7]
НАСА-SpitzerTelescope-Logo.svg 
При инфракрасном наблюдении можно увидеть объекты, скрытые в видимом свете, например HUDF-JD2 показано. Это показывает, как камера Spitzer IRAC смогла видеть за пределами длин волн инструментов Хаббла.

В Космический телескоп Спитцера, ранее Космический инфракрасный телескоп (SIRTF), был инфракрасный космический телескоп запущен в 2003 году и выведен из эксплуатации 30 января 2020 года.[4][8]

Запланированный период миссии должен был составить 2,5 года с ожиданием до запуска, что миссия может продлиться до пяти или чуть более лет до момента запуска на борту. жидкий гелий предложение было исчерпано. 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 самых коротковолновых модуля IRAC камера продолжала работать с той же чувствительностью, что и до криоген была исчерпана и продолжала использоваться до начала 2020 года в Теплая миссия Спитцера. Были проведены предпусковые испытания для определения ожидаемой производительности оборудования в этом состоянии, а также испытания на заводе. Университет Рочестера, подтверждающий постоянную работоспособность детекторов.[10][11] Во время теплой миссии два коротковолновых канала IRAC работали при 30 К, что, по прогнозам, практически не испытает ухудшения по сравнению с номинальной миссией. В Spitzer данные первичной и теплой фаз архивируются на Инфракрасный научный архив (IRSA).

Следуя традиции НАСА, телескоп был переименован после успешной демонстрации работы 18 декабря 2003 года. телескопы названные советом ученых, как правило, в честь известных умерших астрономов, новое название для SIRTF было получено в результате открытого для широкой публики конкурса, в результате которого телескоп был назван в честь астронома. Лайман Спитцер, продвигавший концепцию космических телескопов в 1940-х годах.[12] Спитцер написал отчет за 1946 г. RAND Corporation описание преимуществ внеземной обсерватории и того, как их можно реализовать с помощью имеющихся или будущих технологий.[13][14] Он был отмечен за его новаторский вклад в ракетная техника и астрономия, а также «его видение и лидерство в формулировании преимуществ и выгод, которые должны быть реализованы в рамках программы космического телескопа».[12]

В 776 миллионов долларов США[15] Spitzer запущен 25 августа 2003 г. в 05:35:39универсальное глобальное время из мыс Канаверал SLC-17B на борту Дельта II Ракета 7920Н.[2]

Он был помещен в гелиоцентрический (в отличие от геоцентрический ) орбита замыкается и уходит от земной орбиты примерно на 0,1 астрономические единицы в год ( Орбита "за Землей"[1]). В главное зеркало диаметр 85 см (33 дюйма), ж/12, сделано из бериллий и охлаждалась до 5,5K (-268 ° С; -450 ° F). В спутник содержит три инструмента, которые позволили ему выполнять астрономические изображения и фотометрия от 3,6 до 160 мкм, спектроскопия от 5,2 до 38 мкм, и спектрофотометрия от 5 до 100 мкм.[7]

История

К началу 1970-х астрономы начали рассматривать возможность размещения инфракрасный телескоп над затемняющими эффектами атмосферы Земли. В 1979 году отчет Национального исследовательского совета Национальная Академия Наук, Стратегия космической астрономии и астрофизики на 1980-е годы, определила объект космического инфракрасного телескопа (SIRTF) как "один из двух основных астрофизических объектов [будет разработан] для Spacelab «Платформа, устанавливаемая на шаттлах. В ожидании основных результатов от будущего спутника Explorer и от миссии Shuttle, в отчете также говорится о« изучении и разработке ... длительных космических полетов инфракрасных телескопов, охлаждаемых до криогенных температур ».

Запуск в январе 1983 г. Инфракрасный астрономический спутник, совместно разработанная Соединенными Штатами, Нидерландами и Соединенным Королевством для проведения первого инфракрасного обзора неба, подогрела аппетиты ученых всего мира к последующим космическим полетам, основанным на быстром улучшении технологии инфракрасных детекторов.

Ранее инфракрасные наблюдения проводились как космическими, так и наземными обсерватории. Недостатком наземных обсерваторий является то, что в инфракрасном диапазоне длины волн или же частоты, как земные атмосфера и сам телескоп будет ярко излучать (светиться). Кроме того, атмосфера непрозрачна для большинства инфракрасных волн. Это требует длительного времени экспозиции и значительно снижает возможность обнаружения слабых объектов. Это можно сравнить с попыткой наблюдать звезды в оптическом диапазоне в полдень с помощью телескопа, построенного из электрических лампочек. Предыдущие космические обсерватории (например, 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.

SIRTF в чистой комнате Космического центра Кеннеди.
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 описывалось 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 связанных с ним 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 борту СТС-51-Ф показали, что среда Шаттла плохо подходила 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».[16][17]

Spitzer единственный из Великие обсерватории не запущен Космический шатл, как и предполагалось изначально. Однако после 1986 г. Челленджер катастрофа, то Кентавр LH2 –LOX Разгонный блок, который потребовался бы для вывода его на конечную орбиту, был запрещен к использованию на Шаттле. 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 одноразовую ракету-носитель Delta II.[18]

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

Одним из наиболее важных достижений этого редизайна был Земляная орбита.[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 требует Сеть дальнего космоса НАСА для связи.[нужна цитата ]

Первичный приборный комплекс (телескоп и криогенная камера) был разработан Ball Aerospace & Technologies, в Боулдер, 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.[19] 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 Локхид Мартин. Миссией управлял и управлял Лаборатория реактивного движения и Научный центр Спитцера,[20] расположен на Калтех кампус в Пасадене, Калифорния.[нужна цитата ]

Spitzer 15 мая 2009 г. 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».[21]

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.[22] Телескоп был выведен из эксплуатации 30 января 2020 г.[4] когда НАСА отправило в телескоп сигнал выключения из Голдстоунский комплекс связи в дальнем космосе (GDSCC) инструктирует телескоп перейти в безопасный режим.[23] Получив подтверждение об успешном выполнении команды, менеджер проекта Spitzer Джозеф Хант официально заявил, что миссия завершена.[24]

Инструменты

А Хениз 206 Рассмотренные различными приборами в марте 2004 г., отдельные изображения IRAC и MPIS находятся справа.

Spitzer на борту три инструмента:[25][26][27][28]

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 - использовалась коротковолновая пара. антимонид индия технология, длинноволновая пара использовала технологию проводимости примесной зоны кремния, легированного мышьяком.[29] Главный исследователь был Джованни Фацио из Гарвард – Смитсоновский центр астрофизики; летное оборудование было построено НАСА Центр космических полетов Годдарда.
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.[30] Главный исследователь был Джеймс Р. Хоук из Корнелл Университет; летное оборудование было построено Ball Aerospace.
Многополосный фотометр для Spitzer (MIPS)
Три матрицы детекторов в дальнем инфракрасном диапазоне (128 × 128 пикселей при 24мкм, 32 × 32 пикселей при 70 мкм, 2 × 20 пикселей при 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.[31] Главный исследователь был Джордж Х. Рике из Университет Аризоны; летное оборудование было построено Ball Aerospace.

Полученные результаты

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 [NASA / IPAC Infrared Science Archive | Infrared_Science_Archive]) для использования сообществом, снова обеспечивая 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.[32]

Важные цели включали формирование звезд (молодые звездные объекты, или YSO), планет и других галактик. Изображения находятся в свободном доступе для образовательных и журналистских целей. [33][34]

В Cepheus C&B Регионы. - Космический телескоп Спитцера (30 мая 2019 г.).
Спитцера первый свет изображение IC 1396.

Первые опубликованные изображения со Спитцера были призваны продемонстрировать возможности телескопа и показали светящуюся звездную детскую комнату, большую кружащуюся, пыльную галактика, диск из обломков, образующих планеты, и органического материала в далекой вселенной. С тех пор во многих ежемесячных пресс-релизах подчеркивается Spitzerс возможности, как НАСА и ЕКА изображения делают для Космический телескоп Хаббла.

В 2005 году Спитцер стал первым телескопом, который непосредственно улавливал свет от экзопланеты, а именно «горячие юпитеры» HD 209458 b и ТрЭС-1б, хотя он не преобразовал этот свет в реальные изображения.[35] 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 Коэн-куи Тау / 4 планетарный диск был намного моложе и имел меньшую массу, чем предполагалось ранее, что привело к новому пониманию того, как формируются планеты.

В Туманность спираль, синий показывает инфракрасный свет от 3,6 до 4,5 микрометров, зеленый показывает инфракрасный свет от 5,8 до 8 микрометров, а красный показывает инфракрасный свет размером 24 микрометра.

В 2004 г. сообщалось, что Spitzer заметил слабо светящееся тело, которое, возможно, было самой молодой звездой из когда-либо виденных. Телескоп был натренирован на ядре из газа и пыли, известном как L1014 которые ранее казались полностью темными для наземных обсерваторий и ISO (Инфракрасная космическая обсерватория ), предшественник Spitzer. Передовые технологии Spitzer обнаружил ярко-красную горячую точку в середине L1014.

Ученые из Техасский университет в Остине открывшие объект, считают, что горячая точка является примером раннего развития звезды, когда молодая звезда собирает газ и пыль из окружающего ее облака. 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 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 далекого ядра, поэтому можно сделать вывод, что объект находится внутри L1014. (Молодой и другие., 2004)

В 2005 году астрономы из Университет Висконсина в Мэдисон и Whitewater на основе 400 часов наблюдений на космическом телескопе Спитцер определили, что Млечный Путь галактика имеет более существенный барная структура по его ядру, чем считалось ранее.

Искусственное цветное изображение Туманность Двойная спираль, который, как считается, генерируется в центре Галактики из-за магнитного кручения, в 1000 раз большего, чем у Солнца.

Также в 2005 году астрономы Александр Кашлинский и Джон Мэзер НАСА Центр космических полетов Годдарда сообщил, что один из Spitzerс Самые ранние изображения могли запечатлеть свет первых звезд во Вселенной. Образ квазар в Драко созвездие, предназначенный только для помощи откалибровать телескоп, после того как свет известных объектов был удален, обнаружил инфракрасное свечение. Кашлинский и Мазер убеждены, что многочисленные капли в этом свечении - это свет звезд, образовавшихся уже через 100 миллионов лет после Большой взрыв, красное смещение к космическое расширение.[36]

В марте 2006 года астрономы сообщили о 80-световой год длинные (25ПК ) туманность около центра Галактики Млечный Путь, Туманность Двойная спираль, который, как следует из названия, закручен в форму двойной спирали. Считается, что это свидетельство массивных магнитных полей, создаваемых газовым диском, вращающимся вокруг огромная черная дыра в центре галактики, в 300 световых годах (92 пк) от туманности и в 25 000 световых лет (7700 пк) от Земли. Эта туманность была открыта Spitzer и опубликовано в журнале Природа 16 марта 2006 г.

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 г. телескоп участвовал в серии обзоров, названных Обзор пояса Гулда, соблюдая Пояс Гулда область с несколькими длинами 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 – Смитсоновский центр астрофизики сообщил об открытии Змеи Юг, скопление из 50 молодых звезд в Змеи созвездие.

В Галактика Андромеды снято MIPS на 24 микрометрах.

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 тайна углубилась с результатами Звездная пыль миссия по возврату образцов, которая захватила частицы от кометы Дикий 2. Было обнаружено, что многие частицы звездной пыли образовывались при температурах, превышающих 1000 К.

В мае 2009 г. Spitzer исследователи из Германии, Венгрии и Нидерландов обнаружили, что аморфный силикат, по-видимому, превратился в кристаллическую форму в результате вспышки звезды. Они обнаружили инфракрасную сигнатуру форстерит кристаллы силиката на диске пыли и газа, окружающем звезду EX Lupi во время одной из ее частых вспышек или вспышек, наблюдаемых Spitzer в апреле 2008 года. Эти кристаллы не присутствовали в Spitzerс предыдущие наблюдения звездного диска в один из его спокойных периодов. Эти кристаллы, по-видимому, образовались в результате радиационного нагрева пыли в пределах 0,5 а.е. от EX Lupi.[37][38]

В августе 2009 года телескоп обнаружил свидетельство высокоскоростного столкновения двух растущих планет, вращающихся вокруг молодой звезды.[39]

В октябре 2009 года астрономы Энн Дж. Вербиссер, Майкл Ф. Скруцки и Дуглас П. Гамильтон опубликовали результаты исследования "Кольцо Фиби " из Сатурн, найденный телескопом; Кольцо представляет собой огромный тонкий диск из материала, превышающий радиус Сатурна от 128 до 207 раз.[40]

Обзоры GLIMPSE и MIPSGAL

GLIMPSE, Экстраординарное инфракрасное исследование среднего самолета Галактического наследия, представляла собой серию обзоров, охватывающих 360 ° внутренней области галактики Млечный Путь, которые предоставили первое крупномасштабное картографирование галактики.[41][42] Он состоит из более чем 2 миллионов снимков, сделанных в четырех разных длинах волн с помощью инфракрасной матричной камеры.[43]. Снимки были сделаны за 10-летний период, начиная с 2003 г., когда Spitzer запущен[44].

MIPSGAL, аналогичный обзор, дополняющий GLIMPSE, охватывает 248 ° галактического диска.[45] с использованием каналов 24 и 70 мкн прибора MIPS[46].

3 июня 2008 года ученые представили самый крупный и подробный инфракрасный портрет Млечный Путь, созданный путем объединения более 800 000 снимков, на 212-м заседании Американское астрономическое общество в Святой Луи, Миссури.[47][48] Этот составной обзор теперь доступен для просмотра с помощью GLIMPSE / MIPSGAL Viewer.[49]

2010-е

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

Spitzer наблюдения, объявленные в мае 2011 г., показывают, что крошечные форстерит кристаллы могут падать, как дождь, на протозвезда ХОПС-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.[50][51]

В январе 2012 г. сообщалось, что дальнейший анализ Spitzer Наблюдения EX Lupi 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.[52] Такие наблюдения согласуются с астрофизической теорией, разработанной в начале 1990-х годов, в которой было высказано предположение, что биполярные истечения садят или преобразуют диски газа и пыли, окружающие протозвезды, путем непрерывного выброса переработанного, сильно нагретого материала из внутреннего диска, прилегающего к диску. протозвезду, в области аккреционного диска дальше от протозвезды.[53]

В апреле 2015 г. Spitzer и Оптическое гравитационное линзирование. сообщалось как со-открытие одной из самых далеких планет, когда-либо идентифицированных: газового гиганта на расстоянии около 13 000 световых лет (4 000 пк) от Земли.[54]

Иллюстрация коричневого карлика в сочетании с графиком кривых блеска от OGLE-2015-BLG-1319: Наземные данные (серые), Быстрый (синий) и Spitzer (красный).

В июне и июле 2015 г. коричневый карлик OGLE-2015-BLG-1319 был обнаружен с помощью гравитационное микролинзирование метод обнаружения совместными усилиями Быстрый, Spitzer, а наземный Оптическое гравитационное линзирование., впервые два космических телескопа наблюдали одно и то же событие микролинзирования. Этот метод стал возможен из-за большого расстояния между двумя космическими кораблями: Быстрый находится на низкой околоземной орбите, пока Spitzer больше чем один Австралия далекие от Земли на гелиоцентрической орбите.[1] Это разделение обеспечило существенно разные перспективы коричневого карлика, что позволило наложить ограничения на некоторые физические характеристики объекта.[55]

По сообщению в марте 2016 г., Spitzer и Хаббл были использованы для открытия самой далекой из известных галактик, GN-z11. Этот объект был таким, каким он был 13,4 миллиарда лет назад.[56][57]

Spitzer Beyond

1 октября 2016 г. Spitzer начал цикл наблюдений 13, a2 1⁄2 год продленной миссии по прозвищу Вне. Одна из целей этой расширенной миссии заключалась в том, чтобы помочь подготовиться к Космический телескоп Джеймса Уэбба, также инфракрасный телескоп, определяя кандидатов для более подробных наблюдений.[57]

Другой аспект Вне миссией были инженерные задачи эксплуатации Spitzer в его прогрессирующей орбитальной фазе. По мере того как космический корабль удалялся от Земли по той же орбитальной траектории от Солнца, его антенна должна была быть направлена ​​под все более высокими углами для связи с наземными станциями; это изменение угла приводило к все большему солнечному нагреву транспортного средства, в то время как его солнечные панели получали меньше солнечного света.[57]

Планетный охотник

Художественное впечатление от системы TRAPPIST-1.

Spitzer был также задействован в изучении 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).[58] Spitzer использовал транзитная фотометрия и гравитационное микролинзирование методы для выполнения этих наблюдений.[57] По словам Шона Кэри из НАСА: «Мы даже не рассматривали возможность использования Спитцера для изучения экзопланет при его запуске ... Тогда это могло бы показаться нелепым, но сейчас это важная часть того, что делает Спитцер».[57]

Примеры экзопланет, обнаруженных с помощью Spitzer включают HD 219134 b в 2015 году было показано, что это скалистая планета примерно в 1,5 раза больше Земли на трехдневной орбите вокруг своей звезды;[59] и безымянная планета, обнаруженная с помощью микролинзирования, расположенная примерно в 13 000 световых лет (4000 пк) от Земли.[60]

В сентябре – октябре 2016 г. Spitzer был использован для открытия пяти из семи известных планет вокруг звезды. TRAPPIST-1, все они примерно размером с Землю и, вероятно, являются каменистыми.[61][62] Три из обнаруженных планет расположены в жилая зона, что означает, что они способны поддерживать жидкая вода учитывая достаточные параметры.[63] С использованием метод транзита, Spitzer 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.[61]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж грамм час я «О Spitzer: быстрые факты». Калтех. 2008. Архивировано с оригинал 2 февраля 2007 г.. Получено 22 апреля 2007.
  2. ^ а б Харвуд, Уильям (25 августа 2003 г.). «300-я ракета« Дельта »открывает новое окно во Вселенной». Новости CBS через Spaceflight Now. Получено 1 декабря 2016.
  3. ^ "Космический телескоп Спитцера: запуск / орбитальная информация". Национальный центр данных по космической науке. Получено 26 апреля 2015.
  4. ^ а б c Завершающаяся в 2020 году миссия НАСА с инфракрасным спутником Spitzer оставляет пробел в астрономии. Джонатан О'Каллаган. Scientific American. 4 июня 2019.
  5. ^ а б c d е "Веб-интерфейс HORIZONS". Лаборатория реактивного движения. Получено 16 марта 2017.
  6. ^ "О Спитцере: телескоп Спитцера". Калтех. Архивировано из оригинал 24 февраля 2007 г.. Получено 22 апреля 2007.
  7. ^ а б Ван Дайк, Шайлер; Вернер, Майкл; Зильберманн, Нэнси (март 2013 г.) [2010]. «3.2: Описание обсерватории». Справочник по телескопу Spitzer. Инфракрасный научный архив. Получено 18 октября 2015.
  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. Получено 4 февраля 2020.
  9. ^ Клавин, Уитни (15 мая 2009 г.). «Спитцер НАСА начинает теплую миссию». НАСА / Калтех. ssc2009-12, jpl2009-086. Получено 26 апреля 2015.
  10. ^ Стауффер, Джон (август 2007 г.). "Научные перспективы теплой миссии Спитцера" (PDF). Мастерская Spitzer Warm Mission.
  11. ^ Научный центр Спитцера. «Цикл-6 Теплая миссия». НАСА / Лаборатория реактивного движения. Архивировано из оригинал 4 июля 2010 г.. Получено 16 сентября 2009.
  12. ^ а б "Кем был Лайман Спитцер?". НАСА: Для преподавателей. Калифорнийский технологический институт и Лаборатория реактивного движения. 11 марта 2004 г.. Получено 6 января 2009.
  13. ^ Кэролайн Коллинз Петерсен; Джон С. Брандт (1998). Видение Хаббла: дальнейшие приключения с космическим телескопом Хаббл. КУБОК Архив. п.193. ISBN  978-0-521-59291-8.
  14. ^ Циммерман, Роберт (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 о космическом телескопе Спитцера". Лаборатория реактивного движения НАСА. Получено 21 августа 2020.
  16. ^ Ватанабэ, Сьюзан (22 ноября 2007 г.). «Изучение Вселенной в инфракрасном свете». НАСА. Получено 8 декабря 2007.
  17. ^ Квок, Джонни (осень 2006 г.). "В поисках пути: история космического телескопа Спитцера". Академия обмена знаниями. НАСА. Архивировано из оригинал 8 сентября 2007 г.. Получено 9 декабря 2007.
  18. ^ 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.
  19. ^ Компания Raytheon: Связи с инвесторами: Пресс-релиз. Investor.raytheon.com (8 января 2004 г.). Проверено 21 июля 2013 г.
  20. ^ Домашняя страница Научного центра Спитцера - Общественная информация.
  21. ^ Clavin, Whitney B .; Харрингтон, Дж. Д. (5 августа 2009 г.). «Спитцер НАСА видит космос« теплыми »инфракрасными глазами». НАСА. Получено 30 января 2016.
  22. ^ Кофилд, Калла (13 июня 2019 г.). «Как Спитцер НАСА так долго оставался живым». НАСА.
  23. ^ Оберхаус, Даниэль (29 января 2020 г.). «RIP Spitzer, самый крутой тепловой телескоп в Солнечной системе». Проводной. Получено 29 января 2020.
  24. ^ "Космический телескоп НАСА Спитцер завершает миссию астрономических открытий". Лаборатория реактивного движения. 30 января 2020 г.. Получено 10 февраля 2020.
  25. ^ Страница общей информации обсерватории ГНЦ В архиве 6 февраля 2010 г. Wayback Machine, 4 октября 2009 г.
  26. ^ Обзор обсерватории SSC В архиве 10 октября 2009 г. Wayback Machine, 4 октября 2009 г.
  27. ^ Домашняя страница SSC ​​Science Information, 4 октября 2009 г.
  28. ^ Руководство наблюдателей Spitzer В архиве 11 октября 2009 г. Wayback Machine, справочная информация о технических приборах, версия 8, 15 августа 2008 г.
  29. ^ Информационная страница для научных пользователей SSC IRAC (Mid IR camera), 4 октября 2009 г.
  30. ^ Информационная страница для научных пользователей ГНЦ ИРС (спектрометр), 4 октября 2009 г.
  31. ^ SSC MIPS (длинноволновые 24 мкм, 70 мкм и 160 мкм) информационная страница для научных пользователей фотометров и спектрометров, 4 октября 2009 г.
  32. ^ «Документация и инструменты Spitzer: устаревшие программы». Инфракрасный научный архив НАСА / IPAC. Получено 26 августа 2020.
  33. ^ Политика использования изображений IPAC. IPAC https://www.ipac.caltech.edu/page/image-use-policy. Получено 26 августа 2020. Отсутствует или пусто | название = (помощь)
  34. ^ "Изображения космического телескопа Спитцера". Astropix. Получено 26 августа 2020.
  35. ^ Пресс-релиз: Спитцер НАСА отмечает начало новой эры планетологии.
  36. ^ Обнаружено инфракрасное свечение первых звезд: Scientific American В архиве 10 октября 2007 г. Wayback Machine.
  37. ^ Новости JPL | Спитцер ловит звезды, готовящие кристаллы кометы
  38. ^ 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:2009Натура.459..224A. Дои:10.1038 / природа08004. PMID  19444209.
  39. ^ BBC NEWS | Наука и окружающая среда | Обнаружены следы столкновения планет
  40. ^ Вербисер, Энн; Майкл Скруцкий; Дуглас Гамильтон (7 октября 2009 г.). «Самое большое кольцо Сатурна». Природа. 461 (7267): 1098–100. Bibcode:2009Натура.461.1098В. Дои:10.1038 / природа08515. PMID  19812546.
  41. ^ «Телескоп Спитцера НАСА обеспечивает 360-градусный обзор Галактики». Сайт Spitzer. НАСА / Лаборатория реактивного движения.
  42. ^ «Где делаются звезды? Спитцер НАСА шпионит за горячей точкой». Сайт Spitzer. НАСА / Лаборатория реактивного движения. Получено 31 августа 2020.
  43. ^ Экстраординарное инфракрасное исследование среднего самолета Галактического наследия, Университет Висконсина – Мэдисон, факультет астрономии
  44. ^ "ПОСМОТРЕТЬ Галактику вокруг". Сайт Spitzer. Caltech IPAC. Получено 26 августа 2020.
  45. ^ "Исследование внутреннего диска Галактики на 24 и 70 микрон с помощью Атласа сбора данных MIPS (MIPSGAL)". Инфракрасный научный архив НАСА / IPAC (IRSA). Получено 26 августа 2020.
  46. ^ Вернер, Майкл; Эйзенхардт, Питер (2019). Больше вещей на небесах: как инфракрасная астрономия расширяет наш взгляд на Вселенную. Издательство Принстонского университета. п. 101. ISBN  978-0-691-17554-6.
  47. ^ Пресс-релиз: Спитцер фиксирует взросление звезд в нашей Галактике
  48. ^ Опубликованные изображения и видео мозаики Milky Way
  49. ^ Программа просмотра GLIMPSE / MIPSGAL
  50. ^ Новости миссии НАСА | Спитцер видит хрустальный дождь во внешних звездных облаках
  51. ^ Poteet, C.A .; и другие. (Июнь 2011 г.). "Обнаружение инфракрасным спектрографом Spitzer кристаллических силикатов в протозвездной оболочке" (PDF). Письма в астрофизический журнал. 733 (2): L32. arXiv:1104.4498. Bibcode:2011ApJ ... 733L..32P. Дои:10.1088 / 2041-8205 / 733/2 / L32.
  52. ^ 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. Дои:10.1088 / 0004-637X / 744/2/118.
  53. ^ 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. Дои:10.1006 / icar.1995.1126.
  54. ^ Хауэлл, Элизабет (16 апреля 2015 г.). «Новообретенная чужеродная планета - одна из самых дальних из когда-либо обнаруженных». Space.com. Получено 14 декабря 2016.
  55. ^ Ландау, Элизабет (10 ноября 2016 г.). "Космические телескопы НАСА точно определяют неуловимый коричневый карлик". НАСА / Лаборатория реактивного движения. Получено 18 декабря 2016.
  56. ^ «Команда Хаббла побила космический рекорд расстояния». Космический телескоп Спитцера. НАСА. 3 марта 2016 г.. Получено 14 декабря 2016.
  57. ^ а б c d е Ландау, Элизабет (25 августа 2016 г.). "Космический телескоп Спитцер начинает" за пределами "фазы". НАСА. Получено 9 декабря 2016.
  58. ^ Хадхази, Адам (24 сентября 2013 г.). "Как инженеры модернизировали Spitzer для исследования экзопланет". НАСА. Получено 14 декабря 2016.
  59. ^ Чоу, Фелиция; Клавин, Уитни Б. (30 июля 2015 г.). «Спитцер НАСА подтверждает ближайшую скалистую экзопланету». НАСА / Лаборатория реактивного движения. Получено 15 декабря 2016.
  60. ^ Clavin, Whitney B .; Чоу, Фелиция (14 апреля 2015 г.). «Спитцер НАСА обнаруживает планету глубоко внутри нашей галактики». НАСА / Лаборатория реактивного движения. Получено 15 декабря 2016.
  61. ^ а б Чоу, Фелиция; Поттер, Шон; Ландау, Элизабет (22 февраля 2017 г.). «Телескоп НАСА обнаружил самую большую партию планет размером с Землю и обитаемых зон вокруг одной звезды». НАСА. Получено 3 марта 2017.
  62. ^ Гиллон, Микаэль; и другие. (23 февраля 2017 г.). «Рисунок 1: Система TRAPPIST-1 глазами Спитцера». Природа. 542 (7642): 456–460. arXiv:1703.01424. Bibcode:2017Натура.542..456Г. Дои:10.1038 / природа21360. ЧВК  5330437. PMID  28230125.
  63. ^ Коппарапу, Рави Кумар (25 марта 2013 г.). «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. Дои:10.1088 / 2041-8205 / 767/1 / L8.

внешняя ссылка

СМИ, связанные с Космический телескоп Спитцера в Wikimedia Commons