Spitzer Space Telescope
Mentre un po ‘ di tempo sul telescopio era riservato alle istituzioni partecipanti e ai progetti cruciali, gli astronomi di tutto il mondo avevano anche l’opportunità di presentare proposte per osservare il tempo. Prima del lancio, c’era un invito a presentare proposte per indagini ampie e coerenti utilizzando Spitzer. Se il telescopio fallisse presto e / o finisse il criogeno molto rapidamente, questi cosiddetti progetti Legacy garantirebbero che la migliore scienza possibile possa essere ottenuta rapidamente nei primi mesi della missione. Come requisito legato al finanziamento ricevuto da questi team legacy, i team dovevano consegnare prodotti di dati di alto livello allo Spitzer Science Center (e all’Archivio scientifico infrarosso NASA / IPAC) per l’uso da parte della comunità, garantendo nuovamente il rapido ritorno scientifico della missione. La comunità scientifica internazionale si rese rapidamente conto del valore della fornitura di prodotti da utilizzare per gli altri, e anche se i progetti legacy non venivano più sollecitati esplicitamente nei successivi inviti alle proposte, i team continuavano a fornire prodotti alla comunità. Lo Spitzer Science Center in seguito ripristinò i progetti “Legacy” (e in seguito ancora i progetti “Exploration Science”) in risposta a questo sforzo guidato dalla comunità.
Obiettivi importanti includevano la formazione di stelle (giovani oggetti stellari, o YSO), pianeti e altre galassie. Le immagini sono liberamente disponibili per scopi didattici e giornalistici.
Le prime immagini rilasciate da Spitzer sono state progettate per mostrare le capacità del telescopio e hanno mostrato un vivaio stellare incandescente, una grande galassia vorticosa e polverosa, un disco di detriti che formano pianeti e materiale organico nell’universo lontano. Da allora, molti comunicati stampa mensili hanno evidenziato le capacità di Spitzer, come le immagini della NASA e dell’ESA fanno per il telescopio spaziale Hubble.
Come una delle sue osservazioni più degne di nota, nel 2005, Spitzer è diventato il primo telescopio a catturare direttamente la luce dagli esopianeti, vale a dire i “Jupiters caldi” HD 209458 b e TrES-1b, anche se non ha risolto quella luce in immagini reali. Questa era la prima volta che la luce proveniente da pianeti extrasolari era stata rilevata direttamente; le osservazioni precedenti erano state fatte indirettamente traendo conclusioni dai comportamenti delle stelle che i pianeti orbitavano. Il telescopio ha anche scoperto nell’aprile 2005 che Cohen-kuhi Tau/4 aveva un disco planetario che era molto più giovane e conteneva meno massa di quanto teorizzato in precedenza, portando a nuove comprensioni di come si formano i pianeti.
Nel 2004, è stato riferito che Spitzer aveva avvistato un corpo debolmente incandescente che potrebbe essere la stella più giovane mai vista. Il telescopio è stato addestrato su un nucleo di gas e polvere noto come L1014 che in precedenza era apparso completamente scuro agli osservatori terrestri e all’ISO (Infrared Space Observatory), un predecessore di Spitzer. La tecnologia avanzata di Spitzer ha rivelato un punto caldo rosso brillante nel mezzo di L1014.
Gli scienziati dell’Università del Texas ad Austin, che hanno scoperto l’oggetto, ritengono che il punto caldo sia un esempio di sviluppo iniziale della stella, con la giovane stella che raccoglie gas e polvere dalla nube intorno ad essa. Le prime speculazioni sul punto caldo erano che potrebbe essere stata la debole luce di un altro nucleo che si trova 10 volte più lontano dalla Terra, ma lungo la stessa linea di vista di L1014. L’osservazione di follow-up da osservatori del vicino infrarosso a terra ha rilevato un debole bagliore a forma di ventaglio nella stessa posizione dell’oggetto trovato da Spitzer. Quel bagliore è troppo debole per provenire dal nucleo più distante, portando alla conclusione che l’oggetto si trova all’interno di L1014. (Young et al., 2004)
Nel 2005, gli astronomi dell’Università del Wisconsin a Madison e Whitewater hanno determinato, sulla base di 400 ore di osservazione sul telescopio spaziale Spitzer, che la Via Lattea ha una struttura a barre più sostanziale attraverso il suo nucleo di quanto precedentemente riconosciuto.
Sempre nel 2005, gli astronomi Alexander Kashlinsky e John Mather del Goddard Space Flight Center della NASA hanno riferito che una delle prime immagini di Spitzer potrebbe aver catturato la luce delle prime stelle dell’universo. Un’immagine di un quasar nella costellazione Draco, destinato solo per aiutare a calibrare il telescopio, è stato trovato per contenere un bagliore infrarosso dopo la luce di oggetti noti è stato rimosso. Kashlinsky e Mather sono convinti che le numerose macchie in questo bagliore siano la luce delle stelle che si sono formate già 100 milioni di anni dopo il Big Bang, spostate verso il rosso dall’espansione cosmica.
Nel marzo 2006, gli astronomi hanno segnalato una nebulosa lunga 80 anni luce (25 pc) vicino al centro della Via Lattea, la Nebulosa a doppia elica, che è, come suggerisce il nome, attorcigliata in una doppia forma a spirale. Si pensa che questo sia la prova di massicci campi magnetici generati dal disco di gas che orbita attorno al buco nero supermassiccio al centro della galassia, a 300 anni luce (92 pc) dalla nebulosa e a 25.000 anni luce (7.700 pc) dalla Terra. Questa nebulosa è stata scoperta da Spitzer e pubblicata sulla rivista Nature il 16 marzo 2006.
Nel maggio 2007, gli astronomi hanno mappato con successo la temperatura atmosferica di HD 189733 b, ottenendo così la prima mappa di una specie di pianeta extrasolare.
A partire dal settembre 2006, il telescopio ha partecipato a una serie di indagini chiamate Gould Belt Survey, osservando la regione della cintura di Gould in più lunghezze d’onda. La prima serie di osservazioni del telescopio spaziale Spitzer è stata completata dal 21 settembre 2006 al 27 settembre. A seguito di queste osservazioni, il team di astronomi guidato dal Dr. Robert Gutermuth, dell’Harvard–Smithsonian Center for Astrophysics ha riportato la scoperta di Serpens South, un ammasso di 50 giovani stelle nella costellazione di Serpens.
Gli scienziati si sono chiesti a lungo come minuscoli cristalli di silicato, che hanno bisogno di alte temperature per formarsi, abbiano trovato la loro strada nelle comete congelate, nate nell’ambiente molto freddo dei bordi esterni del sistema solare. I cristalli sarebbero iniziati come particelle di silicato amorfo non cristallizzate, parte del mix di gas e polvere da cui si è sviluppato il Sistema solare. Questo mistero si è approfondito con i risultati della missione Stardust sample return, che ha catturato particelle dalla cometa Wild 2. Molte delle particelle di polvere di stelle si sono formate a temperature superiori a 1.000 K.
Nel maggio 2009, i ricercatori di Spitzer provenienti da Germania, Ungheria e Paesi Bassi hanno scoperto che il silicato amorfo sembra essere stato trasformato in forma cristallina da uno scoppio da una stella. Hanno rilevato la firma infrarossa dei cristalli di silicato di forsterite sul disco di polvere e gas che circonda la stella EX Lupi durante una delle sue frequenti fiammate, o esplosioni, viste da Spitzer nell’aprile 2008. Questi cristalli non erano presenti nelle precedenti osservazioni di Spitzer sul disco della stella durante uno dei suoi periodi di quiete. Questi cristalli sembrano essersi formati per riscaldamento radiativo della polvere entro 0,5 UA da EX Lupi.
Nell’agosto 2009, il telescopio ha trovato prove di una collisione ad alta velocità tra due pianeti in crescita che orbitano attorno a una giovane stella.
Nell’ottobre 2009, gli astronomi Anne J. Verbiscer, Michael F. Skrutskie e Douglas P. Hamilton hanno pubblicato i risultati dell ‘ “anello di Phoebe” di Saturno, che è stato trovato con il telescopio; l’anello è un enorme e tenue disco di materiale che si estende da 128 a 207 volte il raggio di Saturno.
GLIMPSE e MIPSGAL Surveymodifica
GLIMPSE, l’eredità galattica Infrared Mid-Plane Survey Extraordinaire, era una serie di indagini che coprivano a 360° la regione interna della Via Lattea, che fornì la prima mappatura su larga scala della galassia. Consiste di più di 2 milioni di istantanee scattate in quattro lunghezze d’onda separate utilizzando la telecamera a infrarossi. Le immagini sono state scattate nel corso di un periodo di 10 anni a partire dal 2003, quando Spitzer ha lanciato.
MIPSGAL, un’indagine simile che integra GLIMPSE, copre 248° del disco galattico utilizzando i canali 24 e 70 µn dello strumento MIPS.
Il 3 giugno 2008, gli scienziati hanno svelato il più grande e dettagliato ritratto infrarosso della Via Lattea, creato cucendo insieme più di 800.000 istantanee, al 212 ° incontro dell’American Astronomical Society a St. Louis, Missouri. Questo sondaggio composito è ora visualizzabile con il visualizzatore GLIMPSE / MIPSGAL.
2010Modifica
Le osservazioni di Spitzer, annunciate nel maggio 2011, indicano che minuscoli cristalli di forsterite potrebbero cadere come pioggia sulla protostar HOPS-68. La scoperta dei cristalli di forsterite nella nube collassante esterna della protostar è sorprendente perché i cristalli si formano a temperature elevate simili a lava, ma si trovano nella nube molecolare dove le temperature sono di circa -170 °C (103 K; -274 °F). Ciò ha portato il team di astronomi a ipotizzare che il deflusso bipolare dalla giovane stella possa trasportare i cristalli di forsterite dalla superficie della stella alla nube esterna fredda.
Nel gennaio 2012, è stato riportato che ulteriori analisi delle osservazioni di Spitzer di EX Lupi possono essere comprese se la polvere cristallina di forsterite si stava allontanando dalla protostar ad una notevole velocità media di 38 chilometri al secondo (24 mi/s). Sembrerebbe che velocità così elevate possano sorgere solo se i grani di polvere fossero stati espulsi da un deflusso bipolare vicino alla stella. Tali osservazioni sono coerenti con una teoria astrofisica, sviluppata nei primi anni 1990, dove è stato suggerito che i deflussi bipolari giardino o trasformare i dischi di gas e polvere che circondano protostars espellendo continuamente rielaborato, materiale altamente riscaldato dal disco interno, adiacente alla protostar, alle regioni del disco di accrescimento più lontano dalla protostar.
Nell’aprile 2015, Spitzer e l’esperimento di lente gravitazionale ottica sono stati segnalati come co-scoperta di uno dei pianeti più lontani mai identificati: un gigante gassoso a circa 13.000 anni luce (4.000 pc) dalla Terra.
A giugno e luglio 2015, la nana bruna OGLE-2015-BLG-1319 è stata scoperta utilizzando il metodo di rilevamento del microlensing gravitazionale in uno sforzo congiunto tra Swift, Spitzer e l’esperimento di lensing gravitazionale ottico a terra, la prima volta che due telescopi spaziali hanno osservato lo stesso evento di microlensing. Questo metodo è stato possibile a causa della grande separazione tra i due veicoli spaziali: Swift è in orbita terrestre bassa mentre Spitzer è più di una UA distante in un’orbita eliocentrica terrestre. Questa separazione ha fornito prospettive significativamente diverse della nana bruna, consentendo di porre vincoli su alcune delle caratteristiche fisiche dell’oggetto.
Segnalato nel marzo 2016, Spitzer e Hubble sono stati utilizzati per scoprire la galassia più lontana conosciuta, GN-z11. Questo oggetto è stato visto come appariva 13,4 miliardi di anni fa.
Spitzer BeyondEdit
Il 1º ottobre 2016, Spitzer ha iniziato il suo Ciclo di osservazione 13, una missione estesa di 2 1⁄2 anni soprannominata Beyond. Uno degli obiettivi di questa missione estesa era quello di aiutare a preparare il James Webb Space Telescope, anche un telescopio a infrarossi, identificando i candidati per osservazioni più dettagliate.
Un altro aspetto della missione Beyond erano le sfide ingegneristiche di operare Spitzer nella sua progressiva fase orbitale. Mentre il veicolo spaziale si spostava più lontano dalla Terra sullo stesso percorso orbitale dal Sole, la sua antenna doveva puntare ad angoli sempre più alti per comunicare con le stazioni di terra; questo cambiamento di angolo impartito sempre più riscaldamento solare sul veicolo, mentre i suoi pannelli solari hanno ricevuto meno luce solare.
Cacciatore di planetimodifica
Spitzer è stato anche messo al lavoro studiando esopianeti grazie al tweaking creativo del suo hardware. Ciò includeva il raddoppio della sua stabilità modificando il suo ciclo di riscaldamento, trovando un nuovo uso per la fotocamera “peak-up” e analizzando il sensore a livello sub-pixel. Sebbene nella sua missione “calda”, il sistema di raffreddamento passivo della navicella manteneva i sensori a 29 K (-244 °C; -407 °F). Spitzer ha utilizzato la fotometria di transito e le tecniche di microlensing gravitazionale per eseguire queste osservazioni. Secondo Sean Carey della NASA, ” Non abbiamo mai pensato di usare Spitzer per studiare gli esopianeti quando è stato lanciato. … Sarebbe sembrato ridicolo allora, ma ora è una parte importante di ciò che fa Spitzer.”
Esempi di esopianeti scoperti usando Spitzer includono HD 219134 b nel 2015, che è stato dimostrato essere un pianeta roccioso di circa 1.5 volte più grande della Terra in un’orbita di tre giorni attorno alla sua stella; e un pianeta senza nome trovato usando microlensing situato a circa 13.000 anni luce (4.000 pc) dalla Terra.
Nel settembre–ottobre 2016, Spitzer è stato utilizzato per scoprire cinque di un totale di sette pianeti noti attorno alla stella TRAPPIST-1, tutti di dimensioni approssimativamente terrestri e probabilmente rocciosi. Tre dei pianeti scoperti si trovano nella zona abitabile, il che significa che sono in grado di supportare l’acqua liquida con parametri sufficienti. Usando il metodo di transito, Spitzer ha aiutato a misurare le dimensioni dei sette pianeti e stimare la massa e la densità dei sei interni. Ulteriori osservazioni aiuteranno a determinare se c’è acqua liquida su uno qualsiasi dei pianeti.