Infrardeči teleskop bo za vedno ugasnil

Teleskop je leta 2017 potrdil obstoj sedmih skalnatih planetov ob zvezdi Trappist 1.

Objavljeno
23. januar 2020 09.00
Posodobljeno
23. januar 2020 09.00
Umetniška upodobitev Spitzerjevega teleskopa. FOTO: Nasa
Po skoraj 16 letih bo Nasa 30. januarja letos ugasnila Spitzerjev teleskop, ki je z opazovanji v infrardečem svetlobnem spektru razkrival skrivnosti vesolja. Sposoben je bil pogledati skozi oblake prahu in opazovati območja, kjer se planeti še oblikujejo, potrdil je obstoj nekaterih eksoplanetov, spremljal je umiranje zvezd in kako se hranijo črne luknje.



Teleskop, eden od četverice v Nasinem programu »velikih observatorijev«, so izstrelili 25. avgusta 2003. Veliki štirje vesolje opazujejo v različnih valovnih dolžinah.

image
Ostanek umrle zvezde Cassiopeia A. Gre za kombinacijo posnetkov, ki so jih zbrali teleskopi Chandra, Hubble in Spitzer. FOTO: NASA/JPL-Caltech/STScI/CXC/SAO 


Najslovitejši med njimi je gotovo Hubblov teleskop, ki letos praznuje 30. obletnico delovanja, in je tudi edini od četverice, ki so ga v vesolju nadgrajevali in popravljali. Vesolje opazuje večinoma v vidni in bližnji ultravijolični svetlobi. V gama svetlobi ga je opazoval Comptonov teleskop, ki so ga izstrelili aprila 1991, zaradi okvare žiroskopa pa so ga junija 2000 namerno iztirili iz orbite, da je večinoma zgorel v atmosferi oziroma padel v Tihi ocean. Četverico zaključuje Chandra, ki vesolje opazuje v rentgenski svetlobi in deluje od julija 1999.

Datum izstrelitve: 25. avgusta 2003
Premer leče: 85 cm
Orbita: heliocentrična, podobna Zemljini
Oddaljenost od Zemlje: 264.773.059 km
Konec odprave: 30. januarja 2020
Teža: 950 kg ob izstrelitvi



Spitzerjeva življenjska doba je bila dve leti in pol, a je optimalno deloval skoraj šest let. Julija 2009 mu je zmanjkalo hladilne tekočine (tekoči helij), nato so teleskop preklopili v tako imenovano toplo fazo. Večina infrardečih detektorjev mora biti zelo ohlajenih, na nekaj stopinj nad absolutno ničlo (−273,15 °C). Infrardeča svetloba*, ki jo oddajajo topla telesa – od Sonca, Zemlje in tudi samega plovila – namreč vplivajo na občutljive senzorje. Nizke temperature so najprej dosegli s tem, da so plovilo poslali daleč stran od planeta, ki je zelo velik vir toplote, in uporabili materiale, ki svetlobo pošiljajo nazaj v vesolje. Teleskop kroži okoli Sonca na podobni orbiti kot Zemlja, le da je zaradi manjše hitrosti daleč za njo, natančneje je od planeta oddaljen 264.773.059 kilometrov (in se še oddaljuje). 

*Infrardeče valovanje je našim očem nevidno, ne pa tudi drugim čutom, saj ga lahko občutimo kot toploto. V vesolju vsako telo, ki je toplejše od absolutne ničle, »sveti« v infrardeči svetlobi. Spekter infrardeče svetlobe navadno razdelimo na bližnje, kratkovalovno, srednjevalovno, dolgovalovno in daljno infrardeče območje.


Dodatno so instrumente hladili s tekočim helijem, medtem pa so morali celotno plovilo ohranjati pri sobni temperaturi. Ko je hladilna tekočina pošla, so trije instrumenti postali neuporabni, drugi so delovali naprej, a so lovili le krajše valove infrardečega spektra. Teleskop so namreč načrtovali, da je zaznaval štiri območja v celotnem spektru.

image
Umetniška upodobitev sedmih planetov okoli zvezde Trappist. FOTO: NASA/JPL-Caltech 


Velik izziv je bila tudi sama komunikacija s plovilom, ki je energijo nabiralo prek solarnih panelov. Te so morali obrniti stran od sonca, ko je anteno za prenos podatkov usmeril proti Zemlji. Časa za prenos podatkov je bilo dve uri in pol, potem je moral teleskop znova panele obrniti k viru energije.

image
Spitzerjeva orbita. FOTO. Nasa


Podaljšana misija je pripeljala do nekaterih najbolj prelomnih rezultatov. Teleskop je leta 2017 potrdil obstoj sedmih skalnatih planetov ob zvezdi Trappist 1, ki je od nas oddaljena 39 svetlobnih let. Znanstveniki menijo, da bi bile na treh izmed sedmerice ugodne razmere za razvoj življenja, kakršno poznamo. S teleskopom so pogosto dopolnili oziroma potrdili prvotne ugotovitve Kepplerjevega teleskopa in teleskopa Tess, ki sta skupaj našla več kot 4000 eksoplanetov.

image
Največji zunanji obroč okoli Saturna. FOTO: NASA/JPL-Caltech


Teleskop je med drugim odkril nov prstan okoli Saturna, opazoval najbolj oddaljene galaksije, med njimi HUDF-JD2, ki so nastale, ko je bilo vesolje še dojenček, zrisal zemljevid naše galaksije in nam omogočil uživanje ob pogledu na čudovite meglice, zvezde in galaksije. Spremljal je asteroide v naši bližini in poskrbel tudi za to, da smo izvedeli, kako velik je znameniti medzvezdni obiskovalec 'Oumuamua. 
 
Njegovo zapuščino bo prihodnje leto nadaljeval Webbov teleskop, ki bo vesolje opazoval v podobnih valovnih dolžinah. A v precej višji resoluciji, saj je glavno zrcalo Webba kar 7,5-krat večje od Spitzerjevega. Znanstveniki so upali, da bodo Nasa in zasebne institucije našle dovolj denarja (operativni stroški so 12 milijonov evrov na leto), da bi teleskop deloval do prihoda Webba, saj bo tako več kot leto dni zevala vrzel v opazovanjih v tem spektru svetlobe.

image
Webbov teleskop. FOTO: NASA/JPL-Caltech


Upravljavci so sicer poudarili, da ne gre za stroške, ampak teleskop upokojujejo, ker je preprosto preveč star in neučinkovit, in da se je odločitev o opuščanju programa začela oblikovati že leta 2016.

Kdo je bil Lyman Spitzer?

Nasa teleskope poimenuje po znamenitih astronomih. Tega so poimenovali po ameriškem fiziku Lymanu Spitzerju (1914–1997). Raziskoval je oblikovanje zvezd in fiziko plazme, ki je eno od agregatnih stanj snovi, leta 1946, dobro desetletje pred izstrelitvijo prvega satelita, pa je predstavil koncept teleskopov, ki delujejo v vesolju. Predvidel je, da bodo ti teleskopi vesolje posneli bolj podrobno in videli tudi bolj oddaljena telesa, ko jih ne bo motila atmosfera. Naslednjih 50 let je deloval, da je svojo vizijo uresničil.