Telescopio Espacial Spitzer
Aunque se reservó algún tiempo en el telescopio para instituciones participantes y proyectos cruciales, astrónomos de todo el mundo también tuvieron la oportunidad de presentar propuestas para el tiempo de observación. Antes del lanzamiento, hubo una convocatoria de propuestas para realizar investigaciones amplias y coherentes utilizando el Spitzer. Si el telescopio fallaba temprano y/o se quedaba sin criógeno muy rápidamente, estos llamados Proyectos Heredados asegurarían que se pudiera obtener la mejor ciencia posible rápidamente en los primeros meses de la misión. Como requisito vinculado a la financiación que recibieron estos equipos heredados, los equipos tuvieron que entregar productos de datos de alto nivel al Centro Científico Spitzer (y al Archivo Científico Infrarrojo de la NASA/IPAC) para su uso por la comunidad, asegurando de nuevo el rápido retorno científico de la misión. La comunidad científica internacional se dio cuenta rápidamente del valor de entregar productos para uso de otros, y aunque los proyectos heredados ya no se solicitaban explícitamente en las convocatorias de propuestas posteriores, los equipos continuaron entregando productos a la comunidad. El Centro de Ciencias Spitzer más tarde restableció proyectos denominados «Legacy» (y más tarde todavía proyectos de «Ciencia de Exploración») en respuesta a este esfuerzo impulsado por la comunidad.
Los objetivos importantes incluyeron estrellas en formación (objetos estelares jóvenes, o ySOS), planetas y otras galaxias. Las imágenes están disponibles gratuitamente para fines educativos y periodísticos.
Las primeras imágenes publicadas de Spitzer fueron diseñadas para mostrar las habilidades del telescopio y mostraban un vivero estelar brillante, una gran galaxia polvorienta, un disco de desechos formadores de planetas y material orgánico en el universo distante. Desde entonces, muchos comunicados de prensa mensuales han destacado las capacidades de Spitzer, como lo hacen las imágenes de la NASA y la ESA para el Telescopio Espacial Hubble.
Como una de sus observaciones más notables, en 2005, Spitzer se convirtió en el primer telescopio en capturar directamente la luz de exoplanetas, a saber, los «Júpiter calientes» HD 209458 b y TrES-1b, aunque no resolvió esa luz en imágenes reales. Esta era la primera vez que se detectaba directamente la luz de planetas extrasolares; observaciones anteriores se habían hecho indirectamente sacando conclusiones del comportamiento de las estrellas en las que los planetas orbitaban. El telescopio también descubrió en abril de 2005 que Cohen-kuhi Tau/4 tenía un disco planetario que era mucho más joven y contenía menos masa de lo que se había teorizado anteriormente, lo que llevó a una nueva comprensión de cómo se forman los planetas.
En 2004, se informó que Spitzer había visto un cuerpo ligeramente brillante que podría ser la estrella más joven jamás vista. El telescopio fue entrenado en un núcleo de gas y polvo conocido como L1014 que anteriormente había aparecido completamente oscuro para los observatorios terrestres y para el ISO (Observatorio Espacial Infrarrojo), un predecesor del Spitzer. La tecnología avanzada de Spitzer reveló un punto caliente rojo brillante en medio de L1014.
Los científicos de la Universidad de Texas en Austin, que descubrieron el objeto, creen que el punto caliente es un ejemplo de desarrollo estelar temprano, con la joven estrella recogiendo gas y polvo de la nube a su alrededor. Las primeras especulaciones sobre el punto caliente fueron que podría haber sido la tenue luz de otro núcleo que se encuentra 10 veces más lejos de la Tierra, pero a lo largo de la misma línea de visión que el L1014. La observación de seguimiento desde observatorios terrestres del infrarrojo cercano detectó un débil resplandor en forma de abanico en el mismo lugar que el objeto encontrado por Spitzer. Ese resplandor es demasiado débil para haber venido del núcleo más distante, lo que lleva a la conclusión de que el objeto está ubicado dentro de L1014. (Young et al., 2004)
En 2005, astrónomos de la Universidad de Wisconsin en Madison y Whitewater determinaron, sobre la base de 400 horas de observación en el Telescopio Espacial Spitzer, que la galaxia de la Vía Láctea tiene una estructura de barras más sustancial en su núcleo de lo que se había reconocido anteriormente.
También en 2005, los astrónomos Alexander Kashlinsky y John Mather del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA informaron que una de las primeras imágenes de Spitzer pudo haber capturado la luz de las primeras estrellas del universo. Se encontró que una imagen de un cuásar en la constelación de Draco, destinada solo a ayudar a calibrar el telescopio, contenía un resplandor infrarrojo después de que se eliminara la luz de objetos conocidos. Kashlinsky y Mather están convencidos de que las numerosas manchas en este resplandor son la luz de estrellas que se formaron tan pronto como 100 millones de años después del Big Bang, corridas al rojo por la expansión cósmica.
En marzo de 2006, los astrónomos informaron de una nebulosa de 80 años luz de largo (25 piezas) cerca del centro de la Vía Láctea, la Nebulosa de Doble Hélice, que, como su nombre lo indica, está retorcida en forma de doble espiral. Se cree que esto es evidencia de campos magnéticos masivos generados por el disco de gas que orbita el agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia, a 300 años luz (92 pc) de la nebulosa y a 25.000 años luz (7.700 pc) de la Tierra. Esta nebulosa fue descubierta por Spitzer y publicada en la revista Nature el 16 de marzo de 2006.
En mayo de 2007, los astrónomos mapearon con éxito la temperatura atmosférica de HD 189733 b, obteniendo así el primer mapa de algún tipo de planeta extrasolar.
A partir de septiembre de 2006, el telescopio participó en una serie de estudios llamados el Estudio del Cinturón de Gould, observando la región del Cinturón de Gould en múltiples longitudes de onda. El primer conjunto de observaciones del Telescopio Espacial Spitzer se completó del 21 de septiembre de 2006 al 27 de septiembre. Como resultado de estas observaciones, el equipo de astrónomos dirigido por el Dr. Robert Gutermuth, del Centro Harvard–Smithsoniano de Astrofísica, informó del descubrimiento de Serpens Sur, un cúmulo de 50 estrellas jóvenes en la constelación de Serpens.
Los científicos se han preguntado durante mucho tiempo cómo pequeños cristales de silicato, que necesitan altas temperaturas para formarse, han encontrado su camino en cometas congelados, nacidos en el ambiente muy frío de los bordes exteriores del Sistema Solar. Los cristales habrían comenzado como partículas amorfas de silicato no cristalizadas, parte de la mezcla de gas y polvo a partir de la cual se desarrolló el Sistema Solar. Este misterio se ha profundizado con los resultados de la misión de retorno de muestras de polvo de estrellas, que capturó partículas del cometa Wild 2. Se encontró que muchas de las partículas de polvo estelar se formaron a temperaturas superiores a 1.000 K.
En mayo de 2009, investigadores de Spitzer de Alemania, Hungría y los Países Bajos encontraron que el silicato amorfo parece haberse transformado en forma cristalina por un estallido de una estrella. Detectaron la firma infrarroja de cristales de silicato de forsterita en el disco de polvo y gas que rodea a la estrella EX Lupi durante uno de sus frecuentes estallidos, vistos por Spitzer en abril de 2008. Estos cristales no estaban presentes en las observaciones previas de Spitzer del disco de la estrella durante uno de sus períodos de calma. Estos cristales parecen haberse formado por calentamiento radiativo del polvo dentro de 0,5 UA de EX Lupi.
En agosto de 2009, el telescopio encontró evidencia de una colisión de alta velocidad entre dos planetas florecientes orbitando una estrella joven.
En octubre de 2009, los astrónomos Anne J. Verbiscer, Michael F. Skrutskie y Douglas P. Hamilton publicaron hallazgos del «anillo Febe» de Saturno, que se encontró con el telescopio; el anillo es un disco enorme y tenue de material que se extiende de 128 a 207 veces el radio de Saturno.
Los estudios GLIMPSE y MIPSGALEDITAR
GLIMPSE, el Extraordinario Estudio Infrarrojo del Plano Medio Heredado Galáctico, fue una serie de estudios que abarcaron 360° de la región interior de la Vía Láctea, que proporcionó el primer mapeo a gran escala de la galaxia. Consta de más de 2 millones de instantáneas tomadas en cuatro longitudes de onda separadas utilizando la Cámara de Matriz Infrarroja. Las imágenes fueron tomadas durante un período de 10 años a partir de 2003, cuando se lanzó el Spitzer.
MIPSGAL, un estudio similar que complementa a GLIMPSE, cubre 248° del disco galáctico utilizando los canales de 24 y 70 µn del instrumento MIPS.
El 3 de junio de 2008, los científicos revelaron el retrato infrarrojo más grande y detallado de la Vía Láctea, creado uniendo más de 800,000 instantáneas, en la 212a reunión de la Sociedad Astronómica Americana en St. Louis, Missouri. Esta encuesta compuesta ahora se puede ver con el visor GLIMPSE/MIPSGAL.
2010seditar
Las observaciones de Spitzer, anunciadas en mayo de 2011, indican que pequeños cristales de forsterita podrían estar cayendo como lluvia sobre la protoestrella LOPS-68. El descubrimiento de los cristales de forsterita en la nube colapsante externa de la protoestrella es sorprendente porque los cristales se forman a altas temperaturas similares a la lava, sin embargo, se encuentran en la nube molecular donde las temperaturas son de aproximadamente -170 °C (103 K; -274 °F). Esto llevó al equipo de astrónomos a especular que el flujo bipolar de salida de la joven estrella podría estar transportando los cristales de forsterita desde cerca de la superficie de la estrella a la fría nube exterior.
En enero de 2012, se informó que un análisis adicional de las observaciones de Spitzer de EX Lupi se puede entender si el polvo cristalino de forsterita se estaba alejando de la protoestrella a una velocidad promedio notable de 38 kilómetros por segundo (24 millas/s). Parecería que estas velocidades tan altas pueden surgir solo si los granos de polvo han sido expulsados por un flujo bipolar cerca de la estrella. Tales observaciones son consistentes con una teoría astrofísica, desarrollada a principios de la década de 1990, donde se sugirió que las salidas bipolares garden o transformen los discos de gas y polvo que rodean las protoestrellas expulsando continuamente material reprocesado y altamente calentado del disco interior, adyacente a la protoestrella, a regiones del disco de acreción más alejadas de la protoestrella.
En abril de 2015, Spitzer y el Experimento de Lentes Gravitacionales Ópticas fueron reportados como el descubrimiento conjunto de uno de los planetas más distantes jamás identificados: un gigante gaseoso a unos 13.000 años luz (4.000 pc) de distancia de la Tierra.
En junio y julio de 2015, la enana marrón OGLE-2015-BLG-1319 fue descubierta utilizando el método de detección de microlentes gravitacionales en un esfuerzo conjunto entre Swift, Spitzer y el Experimento de Lentes Gravitacionales Ópticas en tierra, la primera vez que dos telescopios espaciales han observado el mismo evento de microlentes. Este método fue posible debido a la gran separación entre las dos naves espaciales: Swift está en órbita terrestre baja, mientras que Spitzer está a más de una UA de distancia en una órbita heliocéntrica que se arrastra a la Tierra. Esta separación proporcionó perspectivas significativamente diferentes de la enana marrón, permitiendo que se pusieran restricciones en algunas de las características físicas del objeto.
Reportado en marzo de 2016, Spitzer y Hubble fueron utilizados para descubrir la galaxia más lejana conocida, GN-z11. Este objeto fue visto como apareció hace 13,4 mil millones de años.
Spitzer BeyondEdit
El 1 de octubre de 2016, Spitzer comenzó su Ciclo de Observación 13, una misión extendida de 2 1⁄2 años apodada Beyond. Uno de los objetivos de esta misión extendida era ayudar a prepararse para el Telescopio Espacial James Webb, también un telescopio infrarrojo, identificando candidatos para observaciones más detalladas.
Otro aspecto de la misión Beyond fueron los desafíos de ingeniería de operar el Spitzer en su fase orbital en progreso. A medida que la nave espacial se alejaba de la Tierra en la misma trayectoria orbital desde el Sol, su antena tenía que apuntar a ángulos cada vez más altos para comunicarse con las estaciones terrestres; este cambio de ángulo impartió cada vez más calefacción solar al vehículo, mientras que sus paneles solares recibieron menos luz solar.
Caza de planetaseditar
Spitzer también se puso a trabajar en el estudio de exoplanetas gracias a un ajuste creativo de su hardware. Esto incluyó duplicar su estabilidad modificando su ciclo de calentamiento, encontrar un nuevo uso para la cámara» pico hacia arriba » y analizar el sensor a un nivel de subpíxeles. Aunque en su misión «cálida», el sistema de enfriamiento pasivo de la nave espacial mantuvo los sensores a 29 K (-244 °C; -407 °F). Spitzer utilizó la fotometría de tránsito y las técnicas de microlente gravitacional para realizar estas observaciones. Según Sean Carey, de la NASA, «Nunca consideramos usar Spitzer para estudiar exoplanetas cuando se lanzó. … Habría parecido ridículo en ese entonces, pero ahora es una parte importante de lo que hace Spitzer.»
Ejemplos de exoplanetas descubiertos usando Spitzer incluyen HD 219134 b en 2015, que se demostró que era un planeta rocoso de aproximadamente 1.5 veces más grande que la Tierra en una órbita de tres días alrededor de su estrella; y un planeta sin nombre encontrado usando microlentes ubicado a unos 13,000 años luz (4,000 pc) de la Tierra.
En septiembre–octubre de 2016, Spitzer fue utilizado para descubrir cinco de un total de siete planetas conocidos alrededor de la estrella TRAPPIST-1, todos los cuales son aproximadamente del tamaño de la Tierra y probablemente rocosos. Tres de los planetas descubiertos se encuentran en la zona habitable, lo que significa que son capaces de soportar agua líquida con parámetros suficientes. Usando el método de tránsito, Spitzer ayudó a medir los tamaños de los siete planetas y estimar la masa y densidad de los seis interiores. Observaciones adicionales ayudarán a determinar si hay agua líquida en alguno de los planetas.