Spitzer Space Telescope
Während einige Zeit am Teleskop für teilnehmende Institutionen und wichtige Projekte reserviert war, hatten Astronomen auf der ganzen Welt auch die Möglichkeit, Vorschläge für die Beobachtungszeit einzureichen. Vor dem Start gab es einen Vorschlag für große, kohärente Untersuchungen mit Spitzer. Wenn das Teleskop früh ausfiel und / oder das Kryogen sehr schnell ausging, würden diese sogenannten Legacy-Projekte sicherstellen, dass die bestmögliche Wissenschaft in den ersten Monaten der Mission schnell erreicht werden konnte. Als Voraussetzung für die Finanzierung, die diese Legacy-Teams erhielten, mussten die Teams hochrangige Datenprodukte an das Spitzer Science Center (und das NASA / IPAC Infrared Science Archive) zur Verwendung durch die Community liefern, was wiederum die schnelle wissenschaftliche Rückkehr der Mission sicherstellte. Die internationale wissenschaftliche Gemeinschaft erkannte schnell den Wert der Bereitstellung von Produkten für andere, und obwohl Legacy-Projekte in späteren Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen nicht mehr ausdrücklich angefordert wurden, lieferten die Teams weiterhin Produkte an die Gemeinschaft. Das Spitzer Science Center setzte später benannte „Legacy“ -Projekte (und später noch „Exploration Science“ -Projekte) als Reaktion auf diese von der Gemeinschaft getriebenen Bemühungen wieder ein.
Wichtige Ziele waren die Bildung von Sternen (Young Stellar objects oder YSOs), Planeten und anderen Galaxien. Die Bilder sind für pädagogische und journalistische Zwecke frei verfügbar.
Die ersten veröffentlichten Bilder von Spitzer sollten die Fähigkeiten des Teleskops demonstrieren und zeigten eine leuchtende Sternenkinderstube, eine große wirbelnde, staubige Galaxie, eine Scheibe aus planetenbildenden Trümmern und organisches Material im fernen Universum. Seitdem haben viele monatliche Pressemitteilungen Spitzers Fähigkeiten hervorgehoben, wie es die NASA- und ESA-Bilder für das Hubble-Weltraumteleskop tun.
Als eine seiner bemerkenswertesten Beobachtungen wurde Spitzer 2005 das erste Teleskop, das Licht von Exoplaneten, nämlich den „heißen Jupitern“ HD 209458 b und TrES-1b, direkt einfing, obwohl es dieses Licht nicht in tatsächliche Bilder auflöste. Dies war das erste Mal, dass das Licht von extrasolaren Planeten direkt entdeckt wurde; Frühere Beobachtungen waren indirekt gemacht worden, indem Rückschlüsse auf das Verhalten der Sterne gezogen wurden, die die Planeten umkreisten. Das Teleskop entdeckte auch im April 2005, dass Cohen-kuhi Tau / 4 eine Planetenscheibe hatte, die wesentlich jünger war und weniger Masse enthielt als bisher angenommen, was zu einem neuen Verständnis der Entstehung von Planeten führte.
Im Jahr 2004 wurde berichtet, dass Spitzer einen schwach leuchtenden Körper entdeckt hatte, der der jüngste Stern sein könnte, der jemals gesehen wurde. Das Teleskop wurde auf einem Gas- und Staubkern namens L1014 trainiert, der zuvor für bodengebundene Observatorien und für ISO (Infrared Space Observatory), einen Vorgänger von Spitzer, völlig dunkel erschienen war. Die fortschrittliche Technologie von Spitzer enthüllte einen leuchtend roten Hot Spot in der Mitte von L1014.
Wissenschaftler der University of Texas in Austin, die das Objekt entdeckten, glauben, dass der Hot Spot ein Beispiel für die frühe Sternentwicklung ist, wobei der junge Stern Gas und Staub aus der Wolke um ihn herum sammelt. Frühe Spekulationen über den Hot Spot waren, dass es das schwache Licht eines anderen Kerns gewesen sein könnte, der 10 mal weiter von der Erde entfernt liegt, aber entlang der gleichen Sichtlinie wie L1014. Follow-up-Beobachtungen von bodengebundenen Observatorien im nahen Infrarotbereich entdeckten ein schwaches fächerförmiges Leuchten an derselben Stelle wie das von Spitzer gefundene Objekt. Dieses Leuchten ist zu schwach, um vom entfernteren Kern zu stammen, was zu der Schlussfolgerung führt, dass sich das Objekt innerhalb von L1014 befindet. (Jung et al., 2004)
Im Jahr 2005 stellten Astronomen der University of Wisconsin in Madison und Whitewater auf der Grundlage von 400 Stunden Beobachtung mit dem Spitzer-Weltraumteleskop fest, dass die Milchstraße in ihrem Kern eine substantiellere Balkenstruktur aufweist als bisher angenommen.
Ebenfalls im Jahr 2005 berichteten die Astronomen Alexander Kashlinsky und John Mather vom Goddard Space Flight Center der NASA, dass eines der frühesten Bilder von Spitzer das Licht der ersten Sterne im Universum eingefangen haben könnte. Ein Bild eines Quasars in der Draco-Konstellation, das nur zur Kalibrierung des Teleskops dienen sollte, enthielt ein Infrarotglühen, nachdem das Licht bekannter Objekte entfernt worden war. Kashlinsky und Mather sind überzeugt, dass die zahlreichen Blobs in diesem Schein das Licht von Sternen sind, die sich bereits 100 Millionen Jahre nach dem Urknall gebildet haben, rotverschiebt durch kosmische Expansion.
Im März 2006 berichteten Astronomen über einen 80 Lichtjahre (25 km) langen Nebel nahe dem Zentrum der Milchstraße, den Doppelhelixnebel, der, wie der Name schon sagt, zu einer Doppelspiralform verdreht ist. Es wird angenommen, dass dies ein Beweis für massive Magnetfelder ist, die von der Gasscheibe erzeugt werden, die das supermassive Schwarze Loch im Zentrum der Galaxie umkreist, 300 Lichtjahre (92 pc) vom Nebel und 25.000 Lichtjahre (7.700 pc) von der Erde entfernt. Dieser Nebel wurde von Spitzer entdeckt und am 16.März 2006 in der Zeitschrift Nature veröffentlicht.
Im Mai 2007 kartierten Astronomen erfolgreich die atmosphärische Temperatur von HD 189733 b und erhielten so die erste Karte eines extrasolaren Planeten.
Ab September 2006 nahm das Teleskop an einer Reihe von Untersuchungen teil, die als Gould Belt Survey bezeichnet wurden und die Gould’s Belt Region in mehreren Wellenlängen beobachteten. Die ersten Beobachtungen mit dem Spitzer-Weltraumteleskop wurden vom 21.September 2006 bis zum 27. September abgeschlossen. Aufgrund dieser Beobachtungen berichtete das Astronomenteam um Dr. Robert Gutermuth vom Harvard–Smithsonian Center for Astrophysics über die Entdeckung von Serpens South, einem Cluster von 50 jungen Sternen im Serpens-Sternbild.
Wissenschaftler haben sich lange gefragt, wie winzige Silikatkristalle, die hohe Temperaturen benötigen, um sich zu bilden, ihren Weg in gefrorene Kometen gefunden haben, die in der sehr kalten Umgebung der Außenkanten des Sonnensystems geboren wurden. Die Kristalle hätten als nicht kristallisierte, amorphe Silikatpartikel begonnen, Teil der Mischung aus Gas und Staub, aus der sich das Sonnensystem entwickelte. Dieses Rätsel hat sich mit den Ergebnissen der Stardust Sample Return-Mission vertieft, bei der Partikel vom Kometen Wild 2 eingefangen wurden. Es wurde festgestellt, dass sich viele der Sternenstaubpartikel bei Temperaturen von mehr als 1.000 K gebildet haben.
Im Mai 2009 fanden Spitzer-Forscher aus Deutschland, Ungarn und den Niederlanden heraus, dass amorphes Silikat durch einen Ausbruch eines Sterns in kristalline Form umgewandelt worden zu sein scheint. Sie entdeckten die Infrarotsignatur von Forsterit-Silikatkristallen auf der Staub- und Gasscheibe, die den Stern EX Lupi während eines seiner häufigen Aufflackern oder Ausbrüche umgibt, die Spitzer im April 2008 gesehen hatte. Diese Kristalle waren in Spitzers früheren Beobachtungen der Sternscheibe während einer ihrer Ruheperioden nicht vorhanden. Diese Kristalle scheinen sich durch Strahlungserwärmung des Staubes innerhalb von 0,5 AU von EX Lupi gebildet zu haben.
Im August 2009 fand das Teleskop Hinweise auf eine Hochgeschwindigkeitskollision zwischen zwei aufkeimenden Planeten, die einen jungen Stern umkreisen.
Im Oktober 2009 veröffentlichten die Astronomen Anne J. Verbiscer, Michael F. Skrutskie und Douglas P. Hamilton Ergebnisse des „Phoebe-Rings“ des Saturn, der mit dem Teleskop gefunden wurde; Der Ring ist eine riesige, dünne Scheibe aus Material, die sich vom 128- bis 207-fachen Radius des Saturn erstreckt.
GLIMPSE und MIPSGAL surveysEdit
GLIMPSE, der Galactic Legacy Infrared Mid-Plane Survey Extraordinaire, war eine Reihe von Vermessungen, die 360 ° der inneren Region der Milchstraße umfassten und die erste groß angelegte Kartierung der Galaxie ermöglichten. Es besteht aus mehr als 2 Millionen Schnappschüssen, die in vier verschiedenen Wellenlängen mit der Infrarot-Array-Kamera aufgenommen wurden. Die Bilder wurden über einen Zeitraum von 10 Jahren aufgenommen, beginnend im Jahr 2003, als Spitzer startete.
MIPSGAL, eine ähnliche Untersuchung, die GLIMPSE ergänzt, deckt 248 ° der galaktischen Scheibe unter Verwendung der 24- und 70-µn-Kanäle des MIPS-Instruments ab.
Am 3. Juni 2008 enthüllten Wissenschaftler auf dem 212. Treffen der American Astronomical Society in St. Petersburg das größte und detaillierteste Infrarotporträt der Milchstraße, das durch Zusammenfügen von mehr als 800.000 Schnappschüssen entstand. Louis, Missouri. Diese zusammengesetzte Umfrage kann jetzt mit dem GLIMPSE / MIPSGAL-Viewer angezeigt werden.
2010Bearbeiten
Spitzer-Beobachtungen, die im Mai 2011 angekündigt wurden, deuten darauf hin, dass winzige Forsterit-Kristalle wie Regen auf den Protostern HOPS-68 fallen könnten. Die Entdeckung der Forsterit-Kristalle in der äußeren kollabierenden Wolke des Protosterns ist überraschend, da sich die Kristalle bei lavaähnlichen hohen Temperaturen bilden, sie jedoch in der Molekülwolke gefunden werden, wo die Temperaturen etwa -170 ° C (103 K; -274 ° F) betragen. Dies veranlasste das Astronomenteam zu Spekulationen, dass der bipolare Ausfluss des jungen Sterns die Forsterit-Kristalle von der Nähe der Sternoberfläche in die kühle äußere Wolke transportieren könnte.
Im Januar 2012 wurde berichtet, dass eine weitere Analyse der Spitzer-Beobachtungen von EX Lupi verstanden werden kann, wenn sich der kristalline Forsterit-Staub mit einer bemerkenswerten Durchschnittsgeschwindigkeit von 38 Kilometern pro Sekunde (24 mi / s) vom Protostern entfernte. Es scheint, dass solche hohen Geschwindigkeiten nur entstehen können, wenn die Staubkörner durch einen bipolaren Ausfluss in der Nähe des Sterns ausgestoßen worden wären. Solche Beobachtungen stimmen mit einer astrophysikalischen Theorie überein, die in den frühen 1990er Jahren entwickelt wurde, wo vorgeschlagen wurde, dass bipolare Abflüsse die Scheiben aus Gas und Staub, die Protosterne umgeben, durch kontinuierliches Ausstoßen von wiederaufbereitetem, stark erhitztem Material von der inneren Scheibe, die an den Protostern angrenzt, in Regionen der Akkretionsscheibe, die weiter vom Protostern entfernt sind, transformieren oder transformieren.
Im April 2015 wurde berichtet, dass Spitzer und das Optische Gravitationslinsenexperiment einen der entferntesten Planeten entdeckt haben, die jemals identifiziert wurden: ein Gasriese etwa 13.000 Lichtjahre (4.000 pc) von der Erde entfernt.
Im Juni und Juli 2015 wurde der braune Zwerg OGLE-2015-BLG-1319 mit der Gravitationsmikrolinsen-Detektionsmethode in einer gemeinsamen Anstrengung von Swift, Spitzer und dem bodengestützten Optischen Gravitationslinsen-Experiment entdeckt, das erste Mal, dass zwei Weltraumteleskope dasselbe Mikrolinsen-Ereignis beobachtet haben. Diese Methode war aufgrund der großen Trennung zwischen den beiden Raumfahrzeugen möglich: Swift befindet sich in einer erdnahen Umlaufbahn, während Spitzer in einer heliozentrischen Umlaufbahn mehr als eine AU entfernt ist. Diese Trennung lieferte signifikant unterschiedliche Perspektiven auf den braunen Zwerg, so dass einige der physikalischen Eigenschaften des Objekts eingeschränkt werden konnten.
Wie im März 2016 berichtet, wurden Spitzer und Hubble verwendet, um die am weitesten entfernte bekannte Galaxie GN-z11 zu entdecken. Dieses Objekt wurde so gesehen, wie es vor 13, 4 Milliarden Jahren erschien.
Spitzer BeyondEdit
Am 1. Oktober 2016 begann Spitzer seinen Beobachtungszyklus 13, eine 2 1⁄2 Jahre verlängerte Mission mit dem Spitznamen Beyond. Eines der Ziele dieser erweiterten Mission war es, die Vorbereitung auf das James Webb Space Telescope, ebenfalls ein Infrarotteleskop, zu unterstützen, indem Kandidaten für detailliertere Beobachtungen identifiziert wurden.
Ein weiterer Aspekt der Beyond-Mission waren die technischen Herausforderungen beim Betrieb von Spitzer in seiner fortschreitenden Orbitalphase. Als sich das Raumschiff auf derselben Umlaufbahn von der Sonne weiter von der Erde entfernte, Seine Antenne musste auf immer höhere Winkel zeigen, um mit Bodenstationen zu kommunizieren; diese Änderung des Winkels verlieh dem Fahrzeug immer mehr Solarwärme, während seine Sonnenkollektoren weniger Sonnenlicht erhielten.
Planet hunterbearbeiten
Spitzer wurde auch zur Arbeit gebracht, um Exoplaneten zu studieren, dank der kreativen Optimierung seiner Hardware. Dazu gehörte die Verdoppelung der Stabilität durch Änderung des Heizzyklus, die Suche nach einer neuen Verwendung für die „Peak-Up“ -Kamera und die Analyse des Sensors auf Subpixelebene. Obwohl das passive Kühlsystem des Raumfahrzeugs in seiner „warmen“ Mission die Sensoren bei 29 K (-244 ° C; -407 ° F) hielt. Spitzer verwendete die Transitphotometrie und Gravitationsmikrolinsentechniken, um diese Beobachtungen durchzuführen. Laut Sean Carey von der NASA „haben wir beim Start nicht einmal daran gedacht, Spitzer für das Studium von Exoplaneten zu verwenden. … Es wäre damals lächerlich erschienen, aber jetzt ist es ein wichtiger Teil dessen, was Spitzer tut.“
Beispiele für Exoplaneten, die mit Spitzer entdeckt wurden, sind HD 219134 b im Jahr 2015, von dem gezeigt wurde, dass es sich um einen felsigen Planeten um 1 handelt.5 mal so groß wie die Erde in einer dreitägigen Umlaufbahn um ihren Stern; und ein unbenannter Planet, der mit Mikrolinsen gefunden wurde, befindet sich etwa 13.000 Lichtjahre (4.000 pc) von der Erde entfernt.
Im September–Oktober 2016 entdeckte Spitzer fünf von insgesamt sieben bekannten Planeten um den Stern TRAPPIST-1, die alle ungefähr erdgroß und wahrscheinlich felsig sind. Drei der entdeckten Planeten befinden sich in der bewohnbaren Zone, was bedeutet, dass sie bei ausreichenden Parametern flüssiges Wasser unterstützen können. Mit der Transitmethode half Spitzer, die Größe der sieben Planeten zu messen und die Masse und Dichte der inneren sechs zu schätzen. Weitere Beobachtungen werden helfen festzustellen, ob es auf einem der Planeten flüssiges Wasser gibt.