Spitzer-rumteleskopet: NASAs infrarøde teleskop i kredsløb om Solen

Spitzer-rumteleskopet er et teleskop, der blev sendt ud i rummet af NASA i 2003. Det er det fjerde teleskop i Great Observatories-programmet (Hubble-rumteleskopet var det første). Hubble-rumteleskopet tager billeder af synligt lys, og Spitzer-rumteleskopet tager billeder af infrarødt lys. I modsætning til Hubble er Spitzer i kredsløb om solen i stedet for om Jorden.

Spitzer-rumteleskopet er opkaldt efter astrofysikeren Lyman Spitzer. Det blev oprindeligt planlagt til at holde i 2,5 år, men den kryogene fase varede til 2009, hvor teleskopets flydende helium-kølemiddel var opbrugt. Derefter fortsatte en “varm mission”, hvor nogle instrumentkanaler, der kunne arbejde ved højere temperaturer, stadig leverede data. Missionen blev afsluttet i januar 2020, men de omfattende observationer bruges fortsat af forskere over hele verden.

Mission og kredsløb

Spitzer blev opsendt 25. august 2003 på en Delta II-raket og hed oprindeligt SIRTF (Space Infrared Telescope Facility). For at holde sig koldt og undgå varmen og strålingen fra Jorden blev observatoriet placeret i et heliocentrisk, Jord-efterfølgende kredsløb, hvor det langsomt driver væk fra Jorden år for år. Denne bane giver et stabilt, mørkt miljø, som er ideelt til at registrere svagt infrarødt lys fra kolde og støvskjulte objekter.

Design, instrumenter og bølgelængder

Hovedspejlet er cirka 85 cm i diameter og lavet af beryllium for at være let og stabilt ved lave temperaturer. For at mindske teleskopets egen varmeglød blev det afkølet til få kelvin med flydende helium i den første del af missionen.

IRAC (Infrared Array Camera): fire kanaler ved cirka 3,6; 4,5; 5,8 og 8,0 mikrometer (µm). Under den varme mission fortsatte kanalerne ved 3,6 og 4,5 µm.
IRS (Infrared Spectrograph): spektroskopi over cirka 5,2–38 µm til at analysere sammensætninger, temperaturer og molekyler i støv og gas.
MIPS (Multiband Imaging Photometer for Spitzer): billeddannelse ved cirka 24; 70 og 160 µm med høj følsomhed for koldt støv.

Vigtige opdagelser og resultater

Kortlagde stjernedannelse og protoplanetariske skiver i støvrige områder, som synligt lys ikke kan trænge igennem.
Banebrydende studier af eksoplaneter, herunder varmekort og atmosfæriske egenskaber for “varme Jupitere” samt præcise transitmålinger i systemer som TRAPPIST-1.
Observationer af fjerne, støvskjulte galakser og stjernedannelsesudbrud i det tidlige univers.
Store himmelkortlægninger af Mælkevejens plan (bl.a. GLIMPSE), som afslørede strukturer, stjernepopulationer og skyer af koldt støv og gas.
Fund og karakterisering af brune dværge og meget kolde, nærliggende objekter.
Opdagelsen i 2009 af Saturns enorme, ydre ring (Phoebe-ringen), som er usynlig i synligt lys.
Undersøgelser af kometer og asteroider, herunder støv, is og organiske molekyler i solsystemet.

Arv og betydning

Som del af Great Observatories-programmet supplerede Spitzer især Hubble-rumteleskopet ved at “se” gennem støv og opfange koldt lys, som Hubble ikke kan. Kombinationen af synlige og infrarøde data gav nye indblik i alt fra galaksers udvikling til dannelsen af planeter. Selvom observatoriet ikke længere er aktivt, er dets åbne dataarkiv en varig ressource, og resultaterne danner grundlag for nye undersøgelser med nyere teleskoper.

Opdagelser

Spitzer-rumteleskopet var i stand til at se meget gode detaljer. Spitzer var det første teleskop, der kunne se lys fra ekstrasolare planeter (planeter uden for solsystemet). Det kunne også se nogle af de første stjerner i universet, som man mener kun var 100 millioner år efter Big Bang.

Et billede af Andromeda-galaksen (M31) taget af Spitzer i 2004.