16 év után búcsúzik a NASA infravörös teleszkópja

3159

A NASA négy legnagyobb obszervatóriumának egyikeként számontartott Spitzer-űrteleszkóp január 31-én, 16 év után végleg megpihen. Infravörös tartományban mérve megvizsgálta a valaha látott legrégebbi galaxisokat, feltérképezte hogyan fejlődtek, hogyan alakítottak csillagokat, és még exobolygók légköreit is alkotóelemeikre szedte. Pályafutásának végéhez közeledve pedig egy egész fészekaljnyi, földméretű bolygót talált egy közeli csillag körül.

A Tejútrendszer kavargó magja a Spitzer űrteleszkóp felvételén, melyet egyébként a körülvevő por miatt nem láthatnák. Az idős, hideg csillagok kékes színűre, a forró csillagok által felfűtött por vörösre színezett, míg a középső fényes folt a galaxisunk közepén levő szupernagytömegű fekete lyuk. (NASA/JPL-Caltech/S.Stolovy/Spitzer Science Center)

A Spitzer infravörösben érzékeny, azon fotonokra, melyeket a csillagoktól jelentősen hűvösebb objektumok bocsátanak ki. A Spitzer felvételein éppen ezért nem a közönséges csillagok dominálnak, helyette a galaxisok derengését, és a csillagokká tömörülő por- és gázfelhőket láthatjuk. Az Univerzum távolabbi objektumainak felkutatására is kiváló, melyek fénye a Világegyetem tágulásának következtében mára az infravörös tartományig tolódott. A Föld légköre nem engedi át az infravörös fény java részét, így ebben a tartományban megkerülhetetlen űrteleszkópokkal dolgozni. Bár megelőzte néhány infravörös keringőegység, a Spitzernek volt a felbocsátásakor az addigi legnagyobb tükre (85 cm), legfejlettebb műszerei és a legkorszerűbb infravörös szenzorai.

A pályára álláshoz vezető útja nem volt egyszerű. Eredetileg űrkomp szállította volna egyhónapos megfigyelő kampányain, de az 1986-ban bekövetkezett Challenger-katasztrófa miatt ezt a tervet elvetették. Számos újratervezés után végül 2003-ban egy Delta II rakétán bocsátották útjára. Ez volt az utolsó a NASA “nagy obszervatóriumok” sorozatában; előtte a Hubble-űrteleszkóp, a Chandra röntgen-obszervatórium és a Compton gamma-obszervatórium állt csatarendbe.

A NASA Spitzer és Hubble-űrteleszkópok kompozit felvétele a Messier 104, vagy Sombrero-galaxisról. Láthatjuk rajta a fényes porgyűrűt (vörös) is, mely látható tartományban nem jelenik meg (NASA/JPL-Caltech/R.Kennicutt/University of Arizona/Sings Team).

A Spitzer egyik újítása a passzív hűtés volt. Bármilyen hősugárzó objektum fényesen világít infravörösben – a napsütötte teleszkópot is beleértve -, így elengedhetetlen a hűtés, hogy ne zavarja saját műszereit. A korábbi küldetésekben alacsony hőmérsékletű, kriogén folyadékokat használtak, ezek azonban csak limitált ideig voltak elegendőek. A Spitzer passzív módszerével (fényvisszaverő anyagok és radiátorok, amelyek az űrbe vezetik a hőt) az űreszköz java részét 40 K hőmérsékletre tudta lehűteni. Kisebb mennyiségű folyékony héliummal hűtötte továbbá a tükröt és a berendezéseket 12 K vagy 5 K hőmérsékletre, attól függően, hogy épp melyik felszerelését használta. Ez a megoldás az egész küldetést “alapjaiban megfizethetetlenből roppant költséghatékonnyá” változtatta.

Egy másik innováció volt, hogy a Spitzer a Nap körül keringett, a Földet követve pályáján. A Föld és a Hold is fényes infravörös források, így a távolságukkal egyszerűbb volt hidegen tartani az űrteleszkópot. A Föld továbbá kevesebbet is takart ki az égből. Széles látómezejével és gyors térképezésével a Spitzer hamarosan teljes galaxisokat és csillagkeletkezési régiókat képezett le. Lenyűgöző, 360°-os panorámát készített a Tejútrendszerről, melynek összeillesztése több ezer órát vett igénybe. Egy nem várt képessége volt az exobolygók tanulmányozása, amelyeket a Spitzer megtervezésekor még nem fedeztek fel.

A zéta Ophiuchi csillagszele a Spitzer felvételén, mely a mi Napunknál 20-szor nagyobb tömegű és a képen látható por alkotta fejhullámot alakított ki (NASA/JPL-Caltech).

A Spitzer a forró jupiterek, azaz a csillagukhoz nagyon közel keringő gázóriások vizsgálatában is úttörő volt. A csillag fényét megfigyelve, miközben a bolygó elhaladt előtte, illetve mögötte, a kutatók meg tudták határozni a bolygó hőmérsékletét, sőt, még a felszínének hőmérséklet-eloszlását is. Némely exobolygó légkörének összetételét is meg tudták állapítani az alapján, milyen hullámhosszú fényt nyeltek el a molekulái, mikor a csillag fénye áthaladt a gázon.

Mikor 2009-ben elfogyott a folyékony hélium, a Spitzer csapata rájött, hogy a legrövidebb hullámhosszakon érzékeny, IRAC nevű műszerével még mindig értékes kutatásokat tud végezni a magasabb, 28 K-es üzemi hőmérsékleten is. A “warm mission” nevet viselő új küldetése során a Spitzer-űrtávcső főként távoli objektumok megfigyelésében jeleskedett. A lassan 30 éves Hubble-űrteleszkóppal karöltve olyan galaxisok fényét gyűjtötték össze, melyek kevesebb mint félmilliárd évvel az Ősrobbanás után már léteztek. Hogy alakulhattak ki ilyen korán – még mindig nem tudjuk rá a választ.

A Spitzer felvétele a Helix Nebula csillagködről, melyet megfigyelve belátást kaphatunk a Naprendszer távoli jövőjébe is. Mikor a naptípusú csillagok életük végére érnek, lefújják magukról külső rétegeiket, melyeket a visszamaradó forró, fehér törpe felfűt (NASA/JPL-Caltech).

A Spitzer késői éveinek egyik kiemelkedő eredménye egy váratlan exobolygó rendszer felfedezése lett. A mostanra jól ismert TRAPPIST-1 csillag nem sokkal nagyobb a Jupiternél és körülbelül 39 fényévnyire található a Földtől. Típusa ultrahideg vörös törpe, azaz tökéletes hullámhosszon sugároz a Spitzer szempontjából. 2016-ban földi teleszkópok kis csoportjával fényességcsökkenéseket figyeltek meg, melyeket a csillag előtt elhaladó három, kis méretű bolygó okozott – csillagászok azonban úgy sejtették, több is lehet. A Spitzer 25 órányi megfigyelésével pedig felfedezték a 7 bolygóból álló szoros rendszert, melyekről írt cikkeinkből ide kattintva szemezgethetnek.

A Spitzer első hőtérképe egy exobolygóról, feltérképezve a HD 189733b jelű gázóriást borító felhők hőmérséklet-eltéréseit. A napos forró foltot szelek fújják el középről, míg a két sarkvidék és a sötétebb félteke hűvösebb marad. (NASA/JPL-Caltech/H.Knutson/Hardvard-Smithsonian CFA).

Most pedig elérkezett a búcsú ideje. Egy 2016-os NASA megbeszélésen eldöntötték, hogy a Spitzernek legalább addig működnie kell, amíg a James Webb Űrteleszkóp (JWST) útra kel és már méréseket végez infravörös tartományban. A JWST indítása azonban folyamatosan csúszik, így mikor a misszió indulását 2021-re tolták, a NASA kimondta a Spitzer leállítását. Lisa Storrie-Lombardi szerint, aki az előkészítésben való részvételével több mint 20 évet dolgozott a Spitzerrel, mindenkit le fognak nyűgözni a JWST spektroszkópiai képességei, de a Spitzer széles látómezejével és feltérképezési módszereivel nem tud majd versenyezni. Ameddig az új távcső működésbe lép és kitölti a Spitzer után hagyott űr egy részét, az infravörös csillagászoknak sajnos türelmesnek kell lenniük.

Forrás: Science

Hozzászólás

hozzászólás