NASAs Spitzer-rumteleskop er nået slutningen af sit liv. Dets mission var at studere genstande i det infrarøde, og det udmærkede sig med det, siden det blev lanceret i 2003. Men hver mission har en ende, og den 30. januar 2020 lukkede Spitzer ned.
”Dens enorme indflydelse på videnskaben vil bestemt vare langt ud over slutningen af sin mission.”
NASA associeret administrator Thomas Zurbuchen
Tænkere har kæmpet med lysets natur i meget lang tid. Tilbage i det gamle Grækenland spekulerede Aristoteles på lys og sagde: ”Essensen af lys er hvidt lys. Farver består af en blanding af lethed og mørke. ” Det var omfanget af vores forståelse af lys dengang.
Isaac Newton spekulerede også på lys og sagde ”Lyset er sammensat af farvede partikler.” I det tidlige 19. århundrede fremlagde den engelske fysiker Thomas Young bevis for, at lys opfører sig som en bølge. Så kom Maxwell, Einstein og andre, der alle tænkte dybt på lys. Det var Maxwell, der regnede ud, at lyset i sig selv er en elektromagnetisk bølge.
Men det var astronomen William Herschel, kendt som opdageren af Uranus, der opdagede infrarød stråling. Han var også banebrydende inden for området astronomisk spektrofotometri. Herschel brugte et prisme til at opdele lys, og med et termometer opdagede han uset lys, der opvarmede tingene.
Til sidst fandt forskere, at halvdelen af lyset fra solen er infrarødt lys. Det blev klart, at for at forstå kosmos omkring os, var vi nødt til at forstå infrarødt lys, og hvad det kan fortælle os om objekterne, der udsender det.
Så infrarød astronomi blev født. Alle objekter udsender en vis grad af infrarød stråling, og i 1830'erne kom feltet med infrarød astronomi i gang. Men først blev der ikke gjort meget fremskridt.
I det mindste først i begyndelsen af det 20. århundrede. Det var, når objekter i rummet blev opdaget udelukkende ved at observere i det infrarøde. Derefter startede radioastronomi i 1950'erne og 1960'erne, og astronomer indså, at der var meget at lære om universet uden for hvad synligt lys kan fortælle os.
Infrarød astronomi er magtfuld, fordi det giver os mulighed for at se gennem gas og støv, på steder som kernen i Mælkevejen. Men det er vanskeligt at observere i den infrarøde infrarøde facilitet. Jordens atmosfære kommer i vejen. Observationer af infrarød jord betyder lange eksponeringstider og strider mod den varme, der afgives af alt, inklusive selve teleskopet. Et orbitalt observatorium var løsningen, og to blev lanceret: Infrared Astronomical Satellite (IRAS) og Infrared Space Observatory (ISO).
I 1983 lancerede Storbritannien, USA og Holland IRAS, den infrarøde astronomiske satellit. Det var det første infrarøde rumteleskop, og selvom det var en succes, varede dens mission kun 10 måneder. Infrarøde teleskoper skal afkøles, en IRAS-forsyning med kølevæske løb ud efter 10 måneder.
IRAS var en vellykket, skønt kortvarig mission, og astronomisamfundet indså, at uden et dedikeret infrarødt observatorium ville bestræbelserne på at forstå universet blive hæmmet. IRAS undersøgte næsten hele himlen (96%) fire gange. Blandt andre præstationer gav IRAS os vores første billede af Mælkevejens kerne.
Så lancerede ESA ISO (Infrared Space Observatory) i 1995, og det varede i tre år. En af dens resultater var at bestemme de kemiske komponenter i atmosfæren på nogle af solsystemets planeter. Den fandt også adskillige protoplanetære diske, blandt andre resultater.
Men der var behov for mere infrarød astronomi, og NASA havde et ambitiøst projekt i tankerne: programmet Great Observatories. I programmet Great Observatories blev fire separate rumteleskoper lanceret mellem 1990 og 2003:
- Hubble-rumteleskopet (HST) blev lanceret i 1990 og observerer for det meste i optisk lys og næsten ultraviolet.
- Compton Gamma-Ray Observatory (CGRO) blev lanceret i 1991 og observerede hovedsageligt gammastråler og nogle røntgenstråler også. Dens mission sluttede i 2000.
- Chandra X-Ray Observatory (CXO) observerer primært bløde s-stråler, og dens mission er i gang.
- Spitzer-rumteleskopet.
Sammen observerede de et bredt skår af det elektromagnetiske spektrum. Rumteleskopene var synergistiske, og de observerede ofte de samme mål for at fange et komplet energisk portræt af genstande af interesse. (Der er ikke noget radioastronomisk rumteleskop, fordi radiobølger let observeres fra Jordens overflade. Og radioteleskoper er enorme.)
Spitzer blev lanceret den 25. august 2003 på en Delta II-raket fra Cape Canaveral. Det blev anbragt i en heliocentrisk, jord-efterfølgende bane.
De første billeder, som Spitzer har taget, var designet til at vise frem teleskopets kapaciteter, og de er fantastiske.
”Spitzer har lært os om helt nye aspekter af kosmos og taget os mange skridt videre i forståelsen af, hvordan universet fungerer, adressering af spørgsmål om vores oprindelse, og om vi er alene eller ikke,” sagde Thomas Zurbuchen, associeret administrator af NASAs Science Mission Direktorat i Washington. ”Dette store observatorium har også identificeret nogle vigtige og nye spørgsmål og fristende objekter til videre undersøgelse og kortlagt en vej til fremtidige undersøgelser at følge. Dens enorme indflydelse på videnskaben vil bestemt vare langt ud over slutningen af sin mission. ”
Det er umuligt at anføre alt det arbejde, der er udført af Spitzer. Men en række ting skiller sig ud.
Spitzer hjalp med at opdage yderligere eksoplaneter omkring TRAPPIST-1-systemet. Efter et team af belgiske astronomer opdagede de første tre planeter i systemet, fulgte op observationer fra Spitzer og andre faciliteter identificeret fire andre exoplaneter. Spitzer var også vant til
Spitzer-rumteleskopet var også det første teleskop, der studerede og karakteriserede atmosfærerne fra exoplaneter. Spitzer opnåede de detaljerede data, kaldet spektre, for to forskellige gaseksoplaneter. Disse såkaldte "hot Jupiters" er kaldet HD 209458b og HD 189733b og er lavet af gas, men kredser meget tættere på deres solskin. Astronomer, der arbejdede med Spitzer, var overraskelser over disse resultater.
”Dette er en fantastisk overraskelse,” sagde Spitzer-projektforsker Dr. Michael Werner på det tidspunkt. ”Vi anede ikke, da vi designede Spitzer, at det ville gøre et så dramatisk skridt i karakteriseringen af exoplaneter.”
Spitzers infrarøde evner tillader det at studere udviklingen af galakser. Det viste os også, at hvad vi troede var en enkelt galakse, faktisk er to galakser.
Forhåbentlig lancerer Spitzers efterfølger, James Webb Space Telescope (JWST) snart. Spitzers mission blev udvidet, da JWST's lancering blev udsat, men den kunne ikke forlænges på ubestemt tid. Desværre er NASA uden et infrarødt rumteleskop i et stykke tid.
”Vi efterlader en stærk videnskabelig og teknologisk arv.”
Spitzer-projektleder Joseph Hunt
JWST vil samle op, hvor Spitzer slap, men det er selvfølgelig meget mere magtfuldt end Spitzer. Spitzer har måske været den første til at karakterisere en eksoplanets atmosfære, men JWST vil tage det til næste niveau. Et af JWST's vigtigste formål er at studere sammensætningen af eksoplanetatmosfære i detaljer, på udkig efter livets byggesten.
”Alle, der har arbejdet på denne mission, skal være ekstremt stolte i dag,” sagde Spitzer-projektleder Joseph Hunt. ”Der er bogstaveligt talt hundreder af mennesker, der har bidraget direkte til Spitzers succes og tusinder, der brugte dets videnskabelige evner til at udforske universet. Vi efterlader en stærk videnskabelig og teknologisk arv. ”
NASA har et omfattende galleri med Spitzer-billeder på Spitzer-webstedet. En hurtig rundvisning på dette websted vil gøre rumteleskopets bidrag til astronomi klar.
Mere:
- Pressemeddelelse: NASAs Spitzer-rumteleskop afslutter Mission of Astronomical Discovery
- NASA / JPL: Spitzer-rumteleskopet
- Space Magazine: Top 10 rigtig seje infrarøde billeder fra Spitzer
