Телескоп Spitzer заснял на краю галактики жуткий символ Хеллоуина

У этого термина существуют и другие значения, см. Спитцер.

Космический телескоп «Спитцер»
«Спитцер» в представлении художника
ОрганизацияNASA / JPL / Caltech
Главные подрядчикиLockheed Martin / Ball Aerospace
Другие названияSpace Infrared Telescope Facility (SIRTF)
Волновой диапазон3,6—160 мкм (инфракрасный)
NSSDC ID2003-038A
Местонахождениев космосе
Тип орбитыгелиоцентрическая
Высота орбиты0,98—1,02 а. е.
Период обращения1 год
Дата запуска25 августа 2003, 05:35:00 UTC
Место запускаSLC-17 на мысе Канаверал
Средство вывода на орбиту«Дельта-2» 7920H ELV
Масса950
Тип телескопателескоп-рефлектор системы Ричи — Кретьена
Диаметр0,85 м
Фокусное расстояние10,2 м
Хладагентжидкий гелий
Научные инструменты
  • IRAC
инфракрасная камера / спектрометр
  • IRS
инфракрасный спектрометр
  • MIPS
три массива инфракрасных детекторов
Сайтspitzer.caltech.edu
Медиафайлы на Викискладе

«Спитцер»

(англ. Spitzer Space Telescope; космический телескоп «Спитцер», обсерватории «245») — космический аппарат научного назначения, предназначенный для наблюдения космоса в инфракрасном диапазоне. Запущен НАСА 25 августа 2003 года, выведен на орбиту ракетой-носителем «Дельта-2», на время запуска был крупнейшим в мире космическим инфракрасным телескопом. Уступил этот титул обсерватории «Гершель», запущенной в 2009 году. Назван в честь американского астрофизика Лаймана Спитцера, является одной из Великих обсерваторий.

В инфракрасной (тепловой) области находится максимум излучения слабосветящегося вещества Вселенной — тусклых остывших звёзд, внесолнечных планет и гигантских молекулярных облаков. Инфракрасные лучи поглощаются земной атмосферой и практически не попадают из космоса на поверхность, что делает невозможной их регистрацию наземными телескопами. И наоборот, для инфракрасных лучей прозрачны космические пылевые облака, которые скрывают от нас много интересного, например, галактический центр.

В 2009 году на телескопе закончился запас хладагента, что означало завершение основной миссии[1].

В 2020 году телескоп перевели в режим гибернации. После этого было официально объявлено о завершении работы телескопа[2].

История и подготовка[ | ]

«Спитцер» до запуска
Инфракрасный свет поглощается земной атмосферой, что лишает возможности наблюдать его с поверхности Земли. В 1960-е годы, ещё до того, как появилась возможность создания космических телескопов, для наблюдения в инфракрасном диапазоне астрономы запускали телескопы в верхние слои атмосферы с помощью аэростатов, а затем и с помощью самолётов[3].

В 1983 IRAS стал первым орбитальным телескопом, работающим в инфракрасном диапазоне. В этом же году НАСА объявило, что телескоп (тогда ещё имевший название Space Infrared Telescope Facility

) будет запущен с помощью шаттла, как и другие три Великие обсерватории, однако, после катастрофы шаттла «Челленджер» в 1986 году было решено запустить телескоп с помощью другой ракеты-носителя[4].

Для возможности эффективно наблюдать в инфракрасном диапазоне телескопу требовалось постоянное охлаждение; в роли хладагента выступал жидкий гелий. В 2009 году он был полностью израсходован, и возможность наблюдать в длинных волнах исчезла. С этого времени функционировала только Infrared Array Camera[1][5].

30 января 2020 года руководитель проекта Джозеф Хант официально объявил о переводе телескопа в режим гибернации и завершении его работы. За день до этого, 29 января, «Спитцер» передал свои последние научные данные[2].

Телескоп Spitzer заснял на краю галактики жуткий символ Хеллоуина

На инфракрасном изображении, сделанном космическим телескопом Spitzer во внешней части нашей галактики, обнаружена туманность, удивительно напоминающая главный символ Хеллоуина

При картировании внешней области Млечного пути в направлении Персея телескоп обнаружил удивительный объект — туманность, по виду напоминающую тыкву-светильник или светильник Джека — главный символ праздника Хеллоуин

На инфракрасном изображении, сделанном космическим телескопом Spitzer во внешней части нашей галактики, обнаружена туманность, удивительно напоминающая главный символ Хеллоуина — тыкву-светильник. Фотография опубликована на сайте NASA.

Космический телескоп NASA Spitzer в течение шестнадцати лет наблюдает космические объекты в инфракрасном диапазоне. За это время он обнаружил и заснял множество тусклых и остывших звезд, зкзопланет и туманностей, которые невозможно увидеть с помощью наземных телескопов, так как инфракрасные лучи поглощаются земной атмосферой.

При картировании внешней области Млечного пути в направлении Персея телескоп обнаружил удивительный объект — туманность, по виду напоминающую тыкву-светильник или светильник Джека — главный символ праздника Хеллоуин.

Облако газа и пыли, образующее туманность на инфракрасном снимке как бы подсвечивается изнутри массивной звездой О-типа, примерно в 15-20 раз превышающей по размеру Солнце. Астрономы так и назвали туманность — Светильник Джека (Jack-o’-lantern).

Инфракрасное излучение, невидимое для человеческого глаза, испускают теплые объекты, поэтому его еще называют тепловым. Чем выше температура объекта, тем короче длина волны и выше интенсивность излучения, передает РИА «Новости».

Многоцветное фото туманности было получено при наложении инфракрасных изображений, сделанных в трех диапазонах волн. Зеленый и красный представляют свет, излучаемый в основном пылью, разогретой до разных температур. Желтые оттенки на изображении создаются наложением зеленого и красного. Синий представляет длину волны, на которой излучают звезды и некоторые очень горячие области туманности. Центральная звезда O-типа, самая горячая, появляется в виде белого пятна с красной оболочкой в центре туманности. Оранжевый цвет — результат сложения красной и зеленой длин волн. Наиболее яркими выглядят самые плотные области туманности, а разреженные создают те самые «отверстия тыквы».

Недавние исследования этого региона показали, что «отверстия» в «тыкве»-туманности могли образоваться в результате мощных потоков излучения звезды, выдавивших пыль и газ за пределы небулярного облака.

Условия на окраинах Млечного Пути отличаются от внутренних областей галактики. Межзвездные облака газа и пыли там холоднее и распределены более редко, чем вблизи центра. Ниже там и скорость звездообразования. Звездообразующие облака во внешних областях содержат меньшее количество тяжелых химических элементов, а также углерода и кислорода — элементов, необходимых для жизни.

Оборудование[ | ]

Сравнение изображений, полученых «Хабблом» с изображением, полученным «Спитцером» (нижнее изображение справа).
На борту «Спитцера» есть три прибора наблюдения, разработанные разными учёными и произведённые разными компаниями[6][7][8][9]:

Infrared Array Camera[ | ]

Инфракрасная камера, способная наблюдать на четырёх длинах волн одновременно (3,6 мкм, 4,5 мкм, 5,8 мкм и 8 мкм). Для каждой из длин волн имеется детектор размером 256×256 пикселей[10].

Infrared Spectrograph[ | ]

Инфракрасный спектрограф, способный наблюдать в четырёх диапазонах: 5.3–14 и 14–40 мкм с низким разрешением, и 10–19,5 и 19–37 мкм с высоким разрешением. Для каждого диапазона используется детектор размером 128×128 пикселей[11].

Multiband Imaging Photometer for Spitzer[ | ]

Три детектора, способные наблюдать в дальнем инфракрасном диапазоне: 24 мкм (128×128 пикселей), 70 мкм (32×32 пикселя), 160 мкм (2×20 пикселей)[12].

Великолепная инфракрасная астрономия от космического телескопа Spitzer

Теперь, когда миссия находится под угрозой срыва, самое время еще раз посмотреть на эти потрясающие изображения.

Семь сестер Плеяд

Семь сестер Плеяд в инфракрасном спектре.

Ударные волны вокруг Зета Змееносца

Ударные волны вокруг Зета Змееносца.

Spitzer — инфракрасный телескоп, он изучает звезды на более низких волнах. Это позволяет астрономам наблюдать за различными аспектами сверхновых, туманностей, галактик и других объектов. Он находится на той же гелиотропической орбите, что и Земля.

Туманность Улитка в инфракрасном свете больше похожа на человеческий глаз, чем на астрофизическое явление.

Инфракрасный телескоп был создан для работы в двух фазах: прохладной и горячей. Он был запущен с большим количеством жидкого гелия, достаточного для того, чтобы действовать в качестве теплоносителя, охлаждая его в течение 2,5 лет (правда в итоге это длилось 5,5 лет). С тех пор он разглядывает Вселенную с помощью ближнего и среднего ИК-инструментальных каналов.

Общее изображение туманности Улитка в инфракрасном диапазоне.

Туманность Розетка

Туманность Розетка — планетарно опасная зона, полная горячих звезд, которые высасывают из молодых звезд планетообразующий материал.

Spitzer – часть коллекции NASA Великих обсерваторий. Каждый телескоп работает на своих волнах: космических телескоп Hubble (HST) улавливает видимые волны, рентгеновская обсерватория Chandra (CXO) обнаруживает рентгеновские лучи, гамма-обсерватория Compton (CGRO) настроена на гамма-лучи, а космический телескоп Spitzer (SST) работает в инфракрасных. Квартет иногда сотрудничает в проектах, создавая многоволновые составные изображения.

Spitzer способен быстро исследовать большие площади космоса, или, наоборот, смотреть в одну точку в течение долгого времени с перерывам в 24-48 часов для отправки данных на Землю.

туманность Ориона

Spitzer объединился с космическим телескопом Hubble для создания этого изображения туманности Ориона.

малое магелланово облако

Spitzer объединился с Chandra, чтобы заглянуть под крыло Малого Магелланова облака.

Небольшой бюджет, выделенный Соединенными Штатами на освоение космоса, стремительно тает. Поэтому ученые вынуждены просить расширения финансирования для поддержки многих успешных миссий. Космический телескоп Spitzer работает больше запланированных 5 лет (а именно 11), но этот факт может его не спасти.

крабовидная туманность

Это изображение Крабовидной туманности было сделано по данным трех Великих обсерваторий NASA, с синими рентгеновскими лучами Chandra, красно-желтым оптическим светом Hubble и фиолетовыми лучами Spitzer.

Соответствующая часть доклада начинается со слов: «Расширение миссии Spitzer для FY 2020 не утверждено из-за стесненных финансовых условий и основано на выводах и рекомендациях отчета по Главному обзору».

Spitzer планирует продолжить работу в 2014 году и уйти на покой в конце 2020. Однако, если NASA утвердит новое финансирование в 2016 году, закрытие 2020 года позволит продолжить операции в 2020. В принципе, единственный способ спасти телескоп – это огромный общественный резонанс.

туманность Орла

Горы зарождения препятствуют развитию фотогеничных столбов в туманности Орла.

Команда Spitzer настроена оптимистично. В день заявления они неоднократно писали на своей страничке в Twitter: «Spitzer никто не отменял. Финансирование еще не утверждено, мы попросили NASA о пересмотре бюджета».

Темные облака Ро Змееносца

Темные облака Ро Змееносца накрывают звезду одеялом пыли.

Однако есть вероятность того, что космический телескоп Spitzer все-таки получит новое финансирование для продолжения научной работы, которая может длиться лет 10-15. Необходимо придумать способ сохранить его в рабочем состоянии до тех пор, пока не будет запущен его преемник, новый космический телескоп James Webb, в 2018 году.

бутон

Этот бутон – одно из ранних изображений Spitzer, которое прекрасно подойдет для дня святого Валентина.

Научные открытия и результаты работы[ | ]

Первый свет «Спитцера» — изображение IC 1396
Первые изображения, полученные на «Спитцере», проводились для проверки возможностей телескопа.

В 2004 году телескоп открыл, возможно, самую молодую из известных звёзд в тёмной туманности L 1014. Предыдущие инфракрасные телескопы ничего не обнаруживали в этой туманности[13].

Одним из известных открытий «Спитцера» в 2005 году стало первое прямое наблюдение экзопланет, а именно «горячих юпитеров» — крупных планет с высокой температурой поверхности, например, HD 209458 b. До этого экзопланеты открывались косвенными методами[14]. Другие наблюдения того же года показали, что Млечный Путь имеет более выраженный бар, чем предполагалось ранее. Наконец, в 2005 году учёные обнаружили, что «Спитцер» получил изображения одних из первых звёзд Вселенной, которые образовались спустя всего 100 миллионов лет после Большого взрыва[15].

Космический телескоп Spitzer обнаружил еще одну из самых далеких среди известных людям экзопланет

Космический телескоп НАСА Spitzer, работая в паре с одним из наземных телескопов, обнаружил новую экзопланету, находящуюся на удалении около 13 тысяч световых лет от Земли, что делает эту планету одной из самых удаленных среди известных людям экзопланет. Данное открытие наглядно демонстрирует то, как удаленность телескопа Spitzer от Земли может использоваться для подробного изучения не только ближайших окрестностей Солнечной системы, но и более удаленных областей нашей галактики, галактики Млечного Пути.

«В настоящее время нам неизвестно распределение плотности планет в пределах Млечного Пути» — рассказывает Дженнифер Ии (Jennifer Yee), ученая-астроном из Центра астрофизики Гарварда-Смитсона (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, CfA), — «Мы постоянно задаемся вопросами, где наблюдается большая концентрация экзопланет, в центральной выпуклости галактики, в ее балдже, или планеты более равномерно распространены по всему галактическому диску? И только в последнее время мы получили возможности поиска ответов на эти вопросы».

В настоящее время телескоп Warsaw Telescope, находящийся в составе обсерватории Las Campanas Observatory в Чили, занимается наблюдениями в рамках проекта Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE). При этих наблюдениях используется так называемый эффект микролинз, который возникает в момент, когда одна звезда проходит на фоне другой звезды. Гравитация от проходящей звезды действует как своего рода микролинза, позволяющая сфокусировать свет от более дальней звезды. Но, если вокруг проходящей звезды имеется достаточно массивная планета, то ее наличие несколько увеличивает эффект микролинзы, вызывая кратковременные вспышки света.

Используя параметры зарегистрированных вспышек, астрономы имеют возможность обнаружить и рассчитать характеристики планет, удаленных от Земли на десятки тысяч световых лет, добираясь практически до центральной части нашей галактики. За все время использования эффекта микролинз было открыто всего 30 таких планет, самая далекая из которых находится на расстоянии 25 тысяч световых лет от Земли.

Использование микролинз является достаточно эффективным дополнением к другим инструментам, принимающим участие в охоте за экзопланетами. К примеру, известный телескоп Kepler открыл более тысячи экзопланет, но все они находятся не на таком уж и большом удалении от Земли. Несмотря на все преимущества, у метода использования микролинз имеется ряд существенных недостатков. С его помощью не всегда можно достоверно установить расстояния и характеристики планет. Из всех 30 обнаруженных таким способом планет, примерно для половины может быть измерено более-менее точное расстояние и другие параметры.

И это тот момент, когда в игру вступает космический телескоп Spitzer, который вращается вокруг Солнца на удалении 207 миллионов километров от Земли. Это расстояние превышает расстояние от Земли до Солнца, и благодаря такому удалению телескоп Spitzer видит через эффект микролинз события немного раньше или позже наземных телескопов. Такой метод называется техникой параллаксных наблюдений, который работает не очень хорошо на Земле из-за малых расстояний, разделяющих наземные телескопы.

Использование космического телескопа для наблюдений при помощи микролинз, является достаточно непростым делом. Обычно событие, которое длится в среднем около 40 суток, начинает регистрироваться каким-нибудь наземным телескопом. После этого руководство миссией космического телескопа получает соответствующее уведомление и в случае наличия такой возможности наводит телескоп на интересующий космический объект. В самом лучшем случае телескоп Spitzer был наведен на звезду спустя трое суток с момента получения уведомления.

В самом последнем случае на руку астрономам сыграло то, что зарегистрированный эффект микролинзы длился необычайно долго, порядка 150 дней. Это позволило телескопу Spitzer и телескопу OGLE обнаружить некоторые характерные особенности вспышек света, регистрируя эти события с разницей в 20 дней. Такой большой временной разрыв позволил ученым не только точно определить расстояние до звезд и планеты, задействованных в данном событии. Ученым удалось даже определить размеры и массу планеты, которая приблизительно равна половине массы Юпитера.

Всего за все время совместной работы с телескопом OGLE и другими наземными телескопами, телескоп Spitzer отследил около 20 событий, связанных с микролинзами. К сожалению, эти события не дали никакой информации о наличии новых планет, тем не менее собранные данные имеют огромную важность для изучения статистики распределения звезд и планет в пределах нашей галактики. А в течение наступающего лета телескоп Spitzer, согласно планам ученых, проведет наблюдения минимум 120 событий, связанных с эффектами микролинз.

Первоисточник

Примечания[ | ]

  1. 12
    Spitzer Status Update — NASA Spitzer Space Telescope (англ.). Архивировано 19 марта 2012 года.
  2. 12Александр Войтюк.
    Телескоп «Спитцер» навечно отправили в спящий режим
    (неопр.)
    . nplus1.ru. Дата обращения 31 января 2020.
  3. Early History (неопр.)
    .
  4. Watanabe, Susan
    Studying the Universe in Infrared
    (неопр.)
    . NASA (22 ноября 2007). Дата обращения 8 декабря 2007.
  5. NASA’s Spitzer Sees the Cosmos Through ‘Warm’ Infrared Eyes (неопр.)
    . NASA (5 августа 2009). Дата обращения 30 января 2020.
  6. SSC Observatory general information page Архивировано 6 февраля 2010 года., 4 October 2009.
  7. SSC Observatory Overview Архивировано 10 октября 2009 года., 4 October 2009.
  8. SSC Science Information home page, 4 October 2009.
  9. Spitzer Observers’ Manual Архивировано 11 октября 2009 года., reference for technical instrument information, Ver 8, 15 August 2008.
  10. SSC IRAC (Mid IR camera) science users information page, 4 October 2009.
  11. SSC IRS (spectrometer) science users’ information page, 4 October 2009.
  12. SSC MIPS (long wavelength 24um, 70um, & 160um) imaging photometer and spectrometer science users’ information page, 4 October 2009.
  13. Bourke, Tyler L.; Crapsi, Antonio; Myers, Philip C. et al.
    Discovery of a Low-Mass Bipolar Molecular Outflow from L1014-IRS with the Submillimeter Array (англ.) // The Astrophysical Journal : journal. — IOP Publishing, 2005. — Vol. 633, no. 2. — P. L129. — doi:10.1086/498449. — Bibcode: 2005ApJ…633L.129B. — arXiv:astro-ph/0509865.
  14. Press Release: NASA’s Spitzer Marks Beginning of New Age of Planetary Science.
  15. Infrared Glow of First Stars Found: Scientific American Архивировано 10 октября 2007 года..
Рейтинг
( 2 оценки, среднее 4.5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: