Астрономия

Прощание с великой обсерваторией

Завершена миссия телескопа Spitzer

Космический телескоп Spitzer

NASA

Позавчера для мировой астрономии был важный день: завершилась более чем шестнадцатилетняя работа инфракрасного телескопа Spitzer, одной из четырех «Великих обсерваторий NASA». Теперь в строю их осталось только две — оптический телескоп Hubble и рентгеновский Chandra (первой завершила свою работу Комптоновская гамма-обсерватория, CGRO).

Телескоп Spitzer был запущен 25 августа 2003 года и приступил к наблюдениям 18 декабря того же года. Он нес три научных инструмента (Infrared Array Camera — IRAC, Infrared Spectrograph — IRS и Multiband Imaging Photometer for Spitzer — MIPS), весил почти тонну и провел огромное количество наблюдений. Все данные телескопа выложены в открытый доступ, и исследователи уверены, что Spitzer совершит еще много открытий, уже находясь в выключенном состоянии.

Indicator.Ru чествует этот великий инструмент, рассказывая о пятнадцати открытиях Spitzer, которые отобрала команда телескопа к его пятнадцатилетию.

Первая «карта погоды на экзопланете»

NASA/JPL-Caltech/Harvard-Smithsonian CfA

Хотя разработчики миссии Spitzer никогда не планировали использовать обсерваторию для изучения планет за пределами нашей Солнечной системы, еu инфракрасное зрение оказалось бесценным инструментом в этой области.

В мае 2009 года астрономы, используя данные Spitzer, создали первую в истории «карту погоды» экзопланеты. Эта метеорологическая карта экзопланеты нанесла на карту изменения температуры на поверхности гигантской газовой планеты HD 189733b. Кроме того, исследование показало, что сильнейшие ветры, вероятно, прорываются сквозь атмосферу планеты.

Колыбели новорожденных звезд

NASA/JPL-Caltech/Harvard-Smithsonian CfA

Инфракрасный свет в большинстве случаев может проникать сквозь газовые и пылевые облака лучше, чем видимый. В результате Spitzer сумел сделать беспрецедентные изображения областей. Это изображение показывает новорожденные звезды, выглядывающие из-под своего натального одеяла пыли в темном облаке Ро Змееносца.

Темная туманность Ро Змееносца — одна из ближайших областей звездообразования к нашей Солнечной системе. Она находится примерно в 410 световых годах от Земли.

Зародыш скопления галактик

Subaru/NASA/JPL-Caltech

В 2011 году астрономы с помощью Spitzer обнаружили очень далекое скопление галактик и назвали его COSMOS-AzTEC3. Свет от этой группы галактик путешествовал более 12 миллиардов лет, чтобы достичь Земли.

Астрономы считают, что объекты, подобные этому, называемые протокластерами, в конечном счете превратились в современные скопления галактик — группы галактик, связанных вместе гравитацией. COSMOS-AzTEC3 оказался самым удаленным протокластером из когда-либо обнаруженных. Это дает исследователям лучшее представление о том, как галактики формировались и развивались на протяжении всей истории Вселенной.

Первичный суп Солнечной системы

NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Gerald Eichstadt

4 июля 2005 года зонд Deep Impact ударил медной болванкой по комете Темпеля 1. Космический телескоп Spitzer наблюдал за этим процессом и впервые сумел установить химический состав комет – того самого первичного «супа», из которого «сварилась» наша планетная система. Многие из компонентов, идентифицированных в кометной пыли, были известными компонентами кометы, такими как силикаты или песок. Но были и неожиданные «ингредиенты», такие как глина, карбонаты, железосодержащие соединения и ароматические углеводороды. Изучение этих компонентов дает ценные сведения о формировании нашей Солнечной системы.

Самое большое кольцо Сатурна

NASA/JPL-Caltech

Кольца Сатурна известны давно. Однако с прибытием аппарата Cassini в систему шестой планеты стали открываться все новые и новые кольца. Но самое большое открыл все-таки Spitzer. Тонкая структура представляет собой рассеянное скопление частиц, которое вращается вокруг Сатурна гораздо дальше от планеты, чем любое из других известных колец. Кольцо начинается примерно в шести миллионах километров от планеты. Оно примерно в 170 раз шире диаметра Сатурна и примерно в 20 раз толще диаметра планеты. Если бы мы могли видеть кольцо своими глазами, оно было бы вдвое больше полной Луны в небе.

Один из самых дальних спутников Сатурна, Феба, вращается внутри кольца и, вероятно, является источником его материала.

Фуллерены в космосе

NASA/JPL-Caltech

Фуллерены – сферические молекулы углерода, еще одна аллотропная модификация этого химического элемента. Spitzer был первым телескопом, который идентифицировал фуллерены в космосе. Он обнаружил углеродные сферы в веществе вокруг умирающей звезды, или планетарной туманности, названной Тс-1. Звезда в центре Tc-1 когда-то была похожа на наше Солнце, но с возрастом она сбросила свои внешние слои, оставив только белый карлик. Астрономы считают, что фуллерены были созданы в слоях углерода, которые были сдуты со звезды. Последующие исследования с использованием данных Spitzer помогли ученым узнать больше о распространенности этих уникальных углеродных структур в природе.

Крушения астероидов у других звезд

NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Gerald Eichstadt

Телескоп обнаружил свидетельства нескольких столкновений астероидов в далеких солнечных системах. Эти типы столкновений были распространены в первые дни нашей собственной Солнечной системы и сыграли определенную роль в формировании планет.

В одной конкретной серии наблюдений Spitzer обнаружил выбросы пыли вокруг молодой звезды, которые могли стать результатом столкновения между двумя большими астероидами. Ученые уже наблюдали за системой, когда произошел выброс, и это был первый раз, когда исследователи собрали данные о системе как до, так и после одного из этих пыльных «извержений».

Из чего состоит атмосфера экзопланет

NASA/JPL-Caltech

В 2007 году Spitzer стал первым телескопом, который непосредственно идентифицировал разные молекулы в атмосферах экзопланет. Ученые использовали методы спектроскопии для идентификации молекул в атмосферах двух различных газовых экзопланет. Эти так называемые «горячие Юпитеры», HD 209458b и HD 189733b, состоят из газа, но вращаются гораздо ближе к своим солнцам, чем газовые планеты в нашей Солнечной системе. Непосредственное изучение состава атмосферы экзопланет стало значительным шагом на пути к возможности в один прекрасный день обнаружить признаки жизни на каменистых экзопланетах.

Юные и гигантские черные дыры

NASA/JPL-Caltech

Сверхмассивные черные дыры скрываются в ядрах большинства галактик. Ученые при помощи Spitzer идентифицировали две из самых отдаленных сверхмассивных черных дыр, когда-либо открытых, что позволило заглянуть в историю формирования галактик во Вселенной.

Галактические черные дыры обычно окружены структурами пыли и газа, которые питают и поддерживают их. Эти черные дыры и окружающие их диски называются квазарами. Свет от двух квазаров, обнаруженных Spitzer, путешествовал в течение 13 миллиардов лет, чтобы достичь Земли, и это означает, что они сформировались менее чем через миллиард лет после рождения Вселенной.

Самая далекая экзопланета

NASA/JPL-Caltech

В 2010 году Spitzer помог ученым обнаружить одну из самых удаленных планет, когда-либо открытых, расположенную на расстоянии около 13 000 световых лет от Земли. Большинство ранее открытых экзопланет находятся на расстоянии около 1000 световых лет от Земли. На рисунке выше показаны эти относительные расстояния.

Спитцер выполнил эту задачу при помощи наземного телескопа и техники поиска планет, называемой микролинзированием.

Первый свет экзопланеты

NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Gerald Eichstadt

Спитцер стал первым телескопом, который непосредственно наблюдал свет с планеты за пределами нашей Солнечной системы. До этого экзопланеты наблюдались лишь косвенно. Это открытие положило начало новой эре в науке об экзопланетах и стало важной вехой на пути к обнаружению возможных признаков жизни на каменистых экзопланетах.

В двух исследованиях, опубликованных в 2005 году, сообщалось о прямых наблюдениях теплого инфракрасного свечения с двух ранее обнаруженных горячих юпитеров, обозначенных HD 209458b и TrES-r1. С их близких к звездам орбит они впитывают достаточно звездного света и ярко светят в инфракрасных волнах.

Маленькие, близкие, опасные

NASA/JPL-Caltech/Northern Arizona University/SAO

Инфракрасное зрение телескопа позволяет ему изучать самые отдаленные объекты, но эту космическую обсерваторию можно использовать и для изучения небольших объектов, находящихся ближе к Земле. В частности, телескоп помог ученым идентифицировать и изучать околоземные астероиды (NEA). NASA следит за этими объектами, чтобы убедиться, что ни один из них не находится на пути столкновения с нашей планетой.

Spitzer особенно полезен для характеристики истинных размеров NEA, поскольку он обнаруживает непосредственное инфракрасное излучение астероидов, которые не излучают свет видимого диапазона, а просто отражают его от Солнца; в результате видимый свет может показать, насколько отражающим является астероид, но не обязательно, насколько он велик. Spitzer был использован для изучения многих NEA, которые имеют ширину менее 100 метров.

Беспрецедентная карта Галактики

NASA/JPL-Caltech/University of Wisconsin

В 2013 году ученые собрали более 2 миллионов изображений Spitzer, собранных за 10 лет, чтобы создать одну из самых подробных карт галактики Млечный Путь из когда-либо сделанных. Картографические данные были получены главным образом из проекта Galactic Legacy Midplane Survey Extraordinaire 360 (GLIMPSE360).

Наблюдение за Млечным Путем является сложной задачей, потому что пыль блокирует видимый свет, так что целые области галактики скрыты от глаз. Но инфракрасный свет часто может проникать в пыльные области лучше, чем видимый, и выявлять скрытые участки галактики.

Большие галактики-младенцы

NASA/JPL-Caltech/ESA

Телескоп внес большой вклад в изучение некоторых из самых ранних формирующихся галактик, когда-либо изученных. Свет от этих галактик достигает Земли миллиарды лет, и поэтому ученые видят их такими, какими они были миллиарды лет назад. Самые отдаленные галактики, которые наблюдал Spitzer, излучали свой свет около 13,4 миллиарда лет назад, или менее чем через 400 миллионов лет после рождения Вселенной.

Одним из самых удивительных открытий в этой области исследований было обнаружение «больших младенцев», ранних галактик, которые оказались намного больше и более зрелыми, чем ученые могли себе представить подобные объекты.

Семь родственников Земли у одной звезды

NASA/JPL-Caltech

Семь планет земного размера вращаются вокруг звезды, известной как TRAPPIST-1. Это самая большая группа планет земного размера, когда-либо открытых в одной системе. Три планеты находятся в «обитаемой зоне» вокруг звезды, где температура может быть подходящей для поддержания жидкой воды на поверхности планеты. Это открытие представляет собой важный шаг в поисках жизни за пределами нашей Солнечной системы.

Ученые отдали наблюдениям за системой TRAPPIST-1 более 500 часов времени работы телескопа для того, чтобы выяснить, сколько планет вращается вокруг звезды. Инфракрасное зрение телескопа идеально подходило для изучения звезды TRAPPIST-1, которая намного холоднее нашего Солнца. Наблюдения Spitzer также позволили ученым узнать о размерах и массе этих планет, которые могут быть использованы для предположения о том, из чего могут состоять планеты.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Подписывайтесь на Indicator.Ru в соцсетях: Facebook, ВКонтакте, Twitter, Telegram, Одноклассники.