Spitzer – avaruusteleskooppi
vaikka jonkin aikaa kaukoputkella oli varattu osallistuville instituutioille ja tärkeille hankkeille, tähtitieteilijöillä ympäri maailmaa oli myös mahdollisuus tehdä ehdotuksia ajan havainnoinnista. Ennen laukaisua ehdotettiin laajoja, johdonmukaisia tutkimuksia Spitzerin avulla. Jos kaukoputki epäonnistui varhain ja / tai kryogeeni loppui hyvin nopeasti, nämä niin sanotut Legacy-projektit takaisivat parhaan mahdollisen tieteen saavuttamisen nopeasti tehtävän alkukuukausina. Näiden Perintöryhmien saamaan rahoitukseen sidottuna vaatimuksena ryhmien oli toimitettava korkean tason datatuotteet Takaisin Spitzer Science Centeriin (ja NASA/IPAC Infrared Science Archiveen) yhteisön käyttöön, varmistaen jälleen tehtävän nopean tieteellisen tuoton. Kansainvälinen tiedeyhteisö ymmärsi nopeasti tuotteiden toimittamisen arvon muiden käyttöön, ja vaikka perinteisiä hankkeita ei enää erikseen pyydetty myöhemmissä ehdotuspyynnöissä, tiimit jatkoivat tuotteiden toimittamista yhteisöön. Spitzer Science Center otti myöhemmin uudelleen käyttöön ”Legacy” – projektit (ja myöhemmin vielä ”Exploration Science”-projektit) vastauksena tähän yhteisölähtöiseen pyrkimykseen.
tärkeitä kohteita olivat mm.tähtien muodostaminen (young stellar objects eli ysos), planeetat ja muut galaksit. Kuvat ovat vapaasti saatavilla opetus-ja journalistisiin tarkoituksiin.
ensimmäiset spitzeristä julkaistut kuvat oli suunniteltu esittelemään teleskoopin kykyjä ja niissä näkyi hohtava tähtitarha, iso pyörteinen, pölyinen galaksi, planeettoja muodostava kiekko ja orgaanista materiaalia kaukaisessa maailmankaikkeudessa. Sittemmin monissa kuukausittaisissa lehdistötiedotteissa on korostettu Spitzerin kykyjä, kuten Nasan ja ESAn kuvissa Hubble-avaruusteleskoopilla.
yhtenä sen merkittävimmistä havainnoista Spitzeristä tuli vuonna 2005 ensimmäinen teleskooppi, joka kuvasi suoraan eksoplaneetoista tulevaa valoa, nimittäin ”hot Jupiters” HD 209458 B ja TrES-1b, vaikka se ei ratkaissut tätä valoa varsinaisiksi kuviksi. Tämä oli ensimmäinen kerta, kun ekstrapolaaristen planeettojen valo oli havaittu suoraan; aikaisemmat havainnot oli tehty epäsuorasti tekemällä johtopäätöksiä planeettoja kiertävien tähtien käyttäytymisestä. Teleskooppi havaitsi myös huhtikuussa 2005, että Cohen-kuhi Tau/4: llä oli planeettakiekko, joka oli huomattavasti nuorempi ja sisälsi vähemmän massaa kuin aiemmin on esitetty, mikä johti uusiin käsityksiin planeettojen muodostumisesta.
vuonna 2004 uutisoitiin, että Spitzer oli bongannut heikosti hehkuvan vartalon, joka saattaa olla nuorin koskaan nähty tähti. Teleskooppi koulutettiin l1014-nimellä tunnetulla kaasu-ja pölyytimellä, joka oli aiemmin näyttänyt täysin pimeältä maassa toimiville observatorioille ja Spitzerin edeltäjälle ISO: lle (Infrared Space Observatory). Spitzerin kehittynyt tekniikka paljasti kirkkaan punaisen kuuman pisteen L1014: n keskeltä.
kohteen löytäneet Texasin yliopiston tutkijat Austinissa uskovat kuuman pisteen olevan esimerkki tähden varhaisesta kehityksestä, jossa nuori tähti kerää kaasua ja pölyä ympärillään olevasta pilvestä. Varhaisia spekulaatioita kuumasta pisteestä oli, että se olisi voinut olla toisen ytimen heikko valo, joka sijaitsee 10 kertaa kauempana maasta, mutta samalla näköyhteydellä kuin L1014. Maassa sijaitsevista Lähi-infrapunahavainnoista tehty seurantahavainto havaitsi heikon viuhkamaisen hehkun samassa paikassa kuin Spitzerin löytämä kohde. Tuo hehku on liian heikko ollakseen peräisin kaukaisemmasta ytimestä, mikä johtaa johtopäätökseen, että kappale sijaitsee l1014: n sisällä. (Young et al., 2004)
vuonna 2005 tähtitieteilijät Wisconsinin yliopistosta Madisonissa ja Whitewaterissa totesivat Spitzer-avaruusteleskoopilla tehtyjen 400 tunnin havaintojen perusteella, että Linnunrata-galaksin ytimen poikki kulkee huomattavampi tankorakenne kuin aiemmin on tunnustettu.
myös tähtitieteilijät Alexander Kashlinsky ja John Mather Nasan Goddard Space Flight Centeristä kertoivat vuonna 2005, että yksi Spitzerin varhaisimmista kuvista on saattanut vangita maailmankaikkeuden ensimmäisten tähtien valon. Dracon tähdistössä olevasta kvasaarista otetusta kuvasta, jonka tarkoituksena oli vain auttaa teleskoopin kalibroinnissa, havaittiin infrapunahehkua sen jälkeen, kun tunnettujen kohteiden valo oli poistettu. Kashlinsky ja Mather ovat vakuuttuneita siitä, että tämän hehkun lukuisat möykyt ovat tähtien valoa, jotka syntyivät jo 100 miljoonaa vuotta alkuräjähdyksen jälkeen kosmisen laajenemisen punoittamina.
maaliskuussa 2006 tähtitieteilijät raportoivat Linnunrata-galaksin keskustan lähellä olevasta 80 valovuoden mittaisesta (25 kpl) tähtisumusta, Kaksoiskierteisestä sumusta, joka on nimensä mukaisesti kiertynyt kaksoisspiraalin muotoon. Tämän arvellaan olevan todiste massiivisista magneettikentistä, jotka syntyvät, kun kaasukiekko kiertää galaksin keskustassa olevaa supermassiivista mustaa aukkoa 300 valovuoden (92 pc) päässä tähtisumusta ja 25 000 valovuoden (7 700 pc) päässä Maasta. Spitzer löysi tämän tähtisumun ja julkaisi sen Nature-lehdessä 16. maaliskuuta 2006.
toukokuussa 2007 tähtitieteilijät onnistuivat kartoittamaan HD 189733 b: n ilmakehän lämpötilan ja saivat näin ensimmäisen kartan jonkinlaisesta ekstrapolaarisesta planeetasta.
syyskuusta 2006 alkaen teleskooppi osallistui Gouldin Vyötutkimukseksi kutsuttuun tutkimussarjaan, jossa tarkkailtiin Gouldin Vyöaluetta useilla aallonpituuksilla. Spitzer – avaruusteleskoopin ensimmäiset havainnot valmistuivat 21. syyskuuta 2006 – 27. syyskuuta. Näiden havaintojen perusteella Tri Robert Gutermuthin johtama tähtitieteilijäryhmä Harvard-Smithsonian astrofysiikan keskuksesta raportoi löytäneensä Serpens South-nimisen 50 nuoren tähden tähtijoukon Serpensin tähdistöstä.
tutkijat ovat jo pitkään ihmetelleet, miten pienet silikaattikiteet, joiden muodostuminen vaatii korkeita lämpötiloja, ovat löytäneet tiensä jäätyneiksi komeetoiksi, jotka ovat syntyneet aurinkokunnan ulkoreunojen hyvin kylmässä ympäristössä. Kiteet olisivat alkaneet kiteytymättöminä, amorfisina silikaattihiukkasina, jotka ovat osa kaasun ja pölyn sekoitusta, josta Aurinkokunta kehittyi. Mysteeri on syventynyt Stardust-näytteen paluulennon tulosten myötä, joka nappasi hiukkasia komeetta Wild 2: sta. Monien Tähtipölyhiukkasten havaittiin muodostuneen yli 1 000 K: n lämpötilassa
toukokuussa 2009 Spitzerin tutkijat Saksasta, Unkarista ja Alankomaista havaitsivat, että amorfinen silikaatti näyttää muuttuneen kiteiseen muotoon tähden purkautuessa. He havaitsivat forsteriittisilikaattikiteiden infrapunajäljen Ex Lupi-tähteä ympäröivässä pöly-ja kaasukiekossa yhdessä sen toistuvista purkauksista, jotka Spitzer näki huhtikuussa 2008. Näitä kristalleja ei ollut Spitzerin aiemmissa havainnoissa tähden kiekosta sen yhden hiljaisen jakson aikana. Nämä kiteet näyttävät muodostuneen, kun pöly kuumeni säteilevästi 0,5 AU: n säteellä EX Lupista.
elokuussa 2009 teleskooppi löysi todisteita kahden nuorta tähteä kiertävän orastavan planeetan nopeasta törmäyksestä.
lokakuussa 2009 tähtitieteilijät Anne J. Verbiscer, Michael F. Skrutskie ja Douglas P. Hamilton julkaisivat löydökset teleskoopilla löydetystä Saturnuksen ”Phoeben renkaasta”; rengas on valtava, hatara ainekiekko, joka ulottuu 128-207 kertaa Saturnuksen säteelle.
GLIMPSE and MIPSGAL surveysEdit
GLIMPSE, Galactic Legacy Infrared Mid-Plane Survey Extraordinaire, oli sarja tutkimuksia, jotka ulottuivat 360° Linnunradan galaksin sisäalueelle, mikä tarjosi ensimmäisen suuren mittakaavan kartoituksen galaksista. Se koostuu yli 2 miljoonasta otoksesta, jotka on otettu neljällä eri aallonpituudella infrapunakameralla. Kuvat on otettu 10 vuoden aikana alkaen vuodesta 2003, jolloin Spitzer lanseerattiin.
MIPSGAL, vastaava GLIMPEÄ täydentävä tutkimus, kattaa 248° galaktisen kiekon käyttäen MIPS-instrumentin 24 ja 70 µn kanavaa.
tutkijat paljastivat 3. kesäkuuta 2008 Yhdysvaltain tähtitieteellisen seuran 212. kokouksessa St. Louis, Missouri. Tämä koostekysely on nyt katseltavissa välähdyksen / MIPSGAL Viewerin avulla.
2010sEdit
toukokuussa 2011 julkistetut Spitzer-havainnot viittaavat siihen, että pieniä forsteriittikiteitä saattaa tippua kuin sadetta protostar humala-68: aan. Forsteriittikiteiden löytyminen protostarin uloimmasta luhistuvasta pilvestä on yllättävää, sillä kiteet muodostuvat laavaa muistuttavissa korkeissa lämpötiloissa, mutta ne löytyvät kuitenkin molekyylipilvestä, jossa lämpötila on noin -170 °C (103 K; -274 °F). Tämä sai tähtitieteilijöiden ryhmän spekuloimaan, että kaksisuuntainen ulosvirtaus nuoresta tähdestä saattaa kuljettaa forsteriittikiteitä läheltä tähden pintaa koleaan ulkopilveen.
tammikuussa 2012 raportoitiin, että EX Lupin Spitzer-havaintojen tarkempi analysointi voidaan ymmärtää, jos forsteriitti-kiteinen pöly liikkui pois protostarista huomattavalla keskinopeudella 38 kilometriä sekunnissa (24 mi/s). Näyttää siltä, että näin suuria nopeuksia voi syntyä vain, jos pölyhiukkaset olisivat sinkoutuneet kaksisuuntaisen ulosvirtauksen seurauksena lähellä tähteä. Tällaiset havainnot ovat yhtäpitäviä astrofysikaalisen teorian kanssa, joka kehitettiin 1990-luvun alussa, jossa ehdotettiin, että bipolaarinen ulosvirtaus puutarhaa tai muuttaa kaasusta ja pölystä muodostuvia levyjä, jotka ympäröivät protostaareja, heittämällä jatkuvasti uudelleen käsiteltyä, erittäin lämmitettyä materiaalia sisemmästä levystä, protostarin vieressä, kertymäkiekon alueille kauempana protostarista.
huhtikuussa 2015 Spitzerin ja optisen Gravitaatiolinssikokeilun raportoitiin löytäneen yhdessä yhden kaukaisimmista planeetoista, jotka on koskaan tunnistettu: kaasujätti noin 13 000 valovuoden (4 000 kpl) päässä Maasta.
kesä-heinäkuussa 2015 löydettiin brown dwarf OGLE-2015-BLG-1319 käyttäen gravitaatiomikrolensaatiomenetelmää Swiftin, Spitzerin ja maanpäällisen optisen Gravitaatiolensing-kokeen yhteisessä ponnistuksessa. Tämä menetelmä oli mahdollinen, koska kahden avaruusaluksen välinen etäisyys oli suuri: Swift on matalalla maan kiertoradalla, kun taas Spitzer on useamman kuin yhden AU: n päässä Maata kiertävällä heliocentrisellä radalla. Tämä erottelu tarjosi ruskeasta kääpiöstä merkittävästi erilaisia näkökulmia, mikä mahdollisti rajoitteiden asettamisen joillekin esineen fyysisille ominaisuuksille.
raportoitiin maaliskuussa 2016, että Spitzerin ja Hubblen avulla löydettiin kaukaisin tunnettu galaksi, GN-z11. Tämä esine nähtiin sellaisena kuin se ilmestyi 13,4 miljardia vuotta sitten.
Spitzer BeyondEdit
1. lokakuuta 2016 Spitzer aloitti Tarkkailujaksonsa 13, 2 1⁄2 vuoden mittaisen laajennetun tehtävän, jonka lempinimi on Beyond. Yksi tämän laajennetun tehtävän tavoitteista oli auttaa valmistautumaan James Webb-avaruusteleskooppiin, joka on myös infrapunateleskooppi, tunnistamalla ehdokkaita tarkempia havaintoja varten.
toinen osa Beyond-tehtävää oli Spitzerin operoimisen tekniset haasteet sen etenevässä orbitaalivaiheessa. Kun avaruusalus liikkui kauempana maasta samalla kiertoradalla auringosta, sen antennin täytyi osoittaa yhä korkeampiin kulmiin voidakseen kommunikoida maa-asemien kanssa.; tämä kulman muutos antoi yhä enemmän aurinkolämmitystä ajoneuvoon samalla kun sen aurinkopaneelit saivat vähemmän auringonvaloa.
Planet hunterEdit
Spitzer laitettiin myös töihin tutkimaan eksoplaneettoja, kiitos luovasti säätämällä laitteistoaan. Tähän kuului sen vakauden kaksinkertaistaminen muuttamalla sen lämmityskertaa, uuden käyttötarkoituksen löytäminen ”peak-up” – kameralle ja sensorin analysointi alipikselitasolla. Vaikka sen” lämmin ” tehtävä, avaruusaluksen passiivinen jäähdytysjärjestelmä piti anturit 29 K (-244 °C; -407 °F). Spitzer käytti näissä havainnoissa transitofotometriaa ja gravitaatiomikrolensaatiomenetelmiä. Nasan Sean Careyn mukaan ” emme koskaan edes harkinneet Spitzerin käyttämistä eksoplaneettojen tutkimiseen, kun se laukaistiin. … Se olisi tuntunut naurettavalta silloin, mutta nyt se on tärkeä osa Spitzerin työtä.”
esimerkkejä Spitzerin avulla löydetyistä eksoplaneetoista on HD 219134 b vuonna 2015, jonka osoitettiin olevan kivinen planeetta noin 1.5 kertaa niin suuri kuin maa kolmen päivän kiertoradalla sen tähden; ja nimeämätön planeetta löydetty käyttäen mikrolensing sijaitsee noin 13,000 valovuotta (4,000 pc) maasta.
syys-lokakuussa 2016 Spitzerin avulla löydettiin yhteensä viisi seitsemästä tunnetusta planeetasta TRAPPIST-1-tähden ympäriltä, jotka kaikki ovat suunnilleen maan kokoisia ja todennäköisesti kivisiä. Löydetyistä planeetoista kolme sijaitsee asuttavalla vyöhykkeellä,eli ne kykenevät ylläpitämään nestemäistä vettä riittävillä parametreilla. Transitomenetelmää käyttäen Spitzer auttoi mittaamaan seitsemän planeetan koot ja arvioimaan sisemmän kuutosen massan ja tiheyden. Lisähavainnot auttavat selvittämään, onko jollakin planeetalla nestemäistä vettä.