Спицер: Инфрақызыл кеңістік телескопы (2003-2020)

Кіріспе

Инфрақызыл ғарыш телескопы (2003–2020)

Спитцер ғарыш телескопы, бұрынғы Ғарыш инфрақызыл телескопы (SIRTF), 2003 жылы ұшырылған инфрақызыл ғарыш телескопы, 2020 жылдың 30 қаңтарында жұмысы тоқтатылды. Спитцер, 1983 жылғы IRAS және 1995–1998 жылдардағы ISO инфрақызыл астрономиясына арналған үшінші ғарыш телескопы болды. Бұл Жер орбитасынан кейін жүретін алғашқы ғарыш аппараты, кейіннен Кеплер планетасын табушы қолданды. Миссияның жоспарланған мерзімі 2,5 жылды құрады, ал ұшыру алдындағы күтілім миссияның бес жылға немесе одан да көпке созылуы мүмкін еді, себебі борттағы сұйық гелий қоры таусылатын болды. Бұл 2009 жылдың 15 мамырында орын алды. Телескопты қажетті өте төмен температураға дейін салқындату үшін сұйық гелий болмағандықтан, көптеген құралдар енді пайдаланбайтын болды. Дегенмен, IRAC камерасының ең қысқа толқын ұзындығындағы екі модулі гелийдің таусылуына дейін бұрынғыдай сезімталдықпен жұмыс істеуді жалғастырды және 2020 жылдың басына дейін Спитцердің жылы миссиясында қолданыла берді. Жылы миссия кезінде IRAC-тің екі қысқа толқын ұзындығы каналы 28,7 K температурада жұмыс істеді және бұл температурада номиналды миссиямен салыстырғанда аз немесе ешқандай деградация болмайды деп күтілді. Спитцердің бастапқы және жылы фазалардағы деректері Инфрақызыл ғылым мұрағатында (IRSA) сақталады. NASA дәстүріне сәйкес, телескоптың аты 2003 жылдың 18 желтоқсанында, оның сәтті жұмыс істегенін көрсеткеннен кейін өзгертілді. Көптеген ғалымдар кеңесімен аталатын телескоптардан өзгеше, SIRTF-тің жаңа аты көпшілікке ашық конкурс арқылы алынды. Конкурс нәтижесінде телескоп 1940 жылдары ғарыш телескопының тұжырымын алға ұсынған астроном Лайман Спитцердің құрметіне аталды. Спитцер 1946 жылы RAND корпорациясы үшін ғарыш обсерваториясының артықшылықтарын және оны қолданыстағы немесе болашақ технологиямен қалай жүзеге асыруға болатынын сипаттаған есеп дайындады. Ол ракета техникасы мен астрономияға қосқан үлесі үшін, сондай-ақ "Ғарыш телескопы бағдарламасының артықшылықтары мен пайдасын түсіндірудегі көрегендігі мен басшылығы" үшін ерекшеленді. Спитцер 2003 жылдың 25 тамызында 05:35:39 UTC уақытында Капе-Канавералдан SLC 17B ұшу алаңынан Delta II 7920H зымыранымен ұшырылды. Ол Жер орбитасынан шамамен 0,1 астрономиялық бірлік жылдамдықпен алыстап, гелиоцентрлік (жерцентрилік емес) орбитаға орналастырылды ("Жер орбитасы" орбитасы, Spacelab үшін дамытылатын екі негізгі астрофизикалық құрылымның бірі ретінде, шаттлмен тасымалданатын платформа). Келесі Explorer спутнигінен және Shuttle миссиясынан күтілетін маңызды нәтижелерді ескере отырып, есепте "криогендік температураға дейін салқындатылған инфрақызыл телескоптардың ұзақ мерзімді ғарышқа ұшуын зерттеу және дамыту" да ұсынылды. 1983 жылдың қаңтарында АҚШ, Нидерланды және Ұлыбритания бірлесіп жасаған Инфрақызыл астрономиялық спутниктің ұшырылуы, аспанның алғашқы инфрақызыл зерттеуін жүргізуге мүмкіндік берді, бұл әлемдік ғалымдардың инфрақызыл детектор технологиясының жылдам жетістіктерінен пайдалану үшін келесі ғарыш миссияларын жалғастыруға ынталандырды. Бұрынғы инфрақызыл бақылаулар ғарыш және жердегі обсерваториялармен жүзеге асырылды. Жердегі обсерваториялардың кемшілігі - инфрақызыл толқын ұзындығында немесе жиілігінде Жер атмосферасы да, телескоптың өзі де жарық сәулелендіреді (жарықтандырады). Сонымен қатар, атмосфера инфрақызыл толқын ұзындығының көп бөлігінде мөлдір емес. Бұл ұзақ экспозиция уақытын қажет етеді және әлсіз нысандарды анықтау мүмкіндігін азайтады. Бұл күндіз жарық шамдарынан жасалған телескоппен жұлдыздарды оптикалық түрде бақылауға тырысумен салыстыруға болады. Бұрынғы ғарыш обсерваториялары (мысалы, IRAS, Инфрақызыл астрономиялық спутник және ISO, Инфрақызыл ғарыш обсерваториясы) 1980 және 1990 жылдары ұшырылды және содан бері астрономиялық технологияда үлкен жетістіктерге қол жеткізілді. Алғашқы ұсыныстардың көпшілігі NASA ғарыш шаттлының бортында қайталама ұшуды көздеді. Бұл тәсіл Шаттл бағдарламасы аптасына 30 күнге дейін ұшуды қамтамасыз етеді деп күтілген кезеңде әзірленді. 1983 жылдың мамырында NASA ұсынған SIRTF-ті ғарыш шаттлымен байланысты миссия ретінде сипаттады, ғылыми құралдардың дамитын жиынтығымен. Бірнеше ұшулар күтілді, болашақ ғарыш платформасымен немесе ғарыш станциясымен байланысты ұзақ мерзімді жұмыс режиміне көшуі мүмкін. SIRTF 1 метрлік класты, криогендік салқындатылған, көп пайдаланушылы құрылғы болар еді, ол телескоптан және оған байланысты фокустық жазықтық құралдарынан тұрады. Ол ғарыш шаттлымен ұшырылып, астрономиялық бақылаулар кезінде ғарыш зертханасының жүгі ретінде шаттлға бекітіліп қалар еді, содан кейін қайта ұшу алдында Жерге жөндеуге қайтарылар еді. Бірінші ұшу шамамен 1990 жылы жүзеге асырылуы күтілді, ал келесі ұшулар шамамен бір жылдан кейін күтілді. Алайда, STS 51 F бортындағы Spacelab 2 ұшуы Шаттл ортасының бортындағы инфрақызыл телескопқа қолайлы емес екенін көрсетті, себебі орбитамен байланысты салыстырмалы түрде "ластанған" вакуумнан ластану болды. 1983 жылдың қыркүйегіне қарай NASA "ұзақ мерзімді [бос ұшқыш] SIRTF миссиясының" мүмкіндігін қарастырып жатты. Спитцер Ұлы обсерваториялардың арасында ғарыш шаттлымен ұшырылған жалғыз телескоп емес, бастапқыда жоспарланғандай. Алайда, 1986 жылғы Challenger апаттан кейін, оны соңғы орбитасына қою үшін қажет болған Shuttle Centaur үстеме сатысы тоқтатылды. Миссия 1990 жылдардағы бюджеттік мәселелерге байланысты бірнеше рет қайта жоспарланды. Нәтижесінде, Delta II шығынға барушы ұшыру құралын пайдалана алатын, әлдеқайда кішкентай, бірақ толыққанды қабілетті миссия пайда болды. Бұл қайта жоспарлаудың ең маңызды жетістіктерінің бірі - Жер орбитасынан кейін жүретін орбита болды. Алдыңғы инфрақызыл детекторлар (70–160 микрометр) Аризона университеті және Лоуренс Беркли ұлттық зертханасы галлиймен қоспаланған германийді пайдалана отырып бірлесіп жасады. Ғарыш аппаратын Lockheed Martin жасады. Миссияны Jet Propulsion Laboratory және Калифорния штатының Пасадена қаласындағы Caltech кампусындағы IPAC-та орналасқан Spitzer Science Center басқарды және басқарды.

The Spitzer Space Telescope, formerly the Space Infrared Telescope Facility (SIRTF), is an infrared space telescope launched in 2003, that was deactivated when operations ended on 30 January 2020. Spitzer was the third space telescope dedicated to infrared astronomy, following IRAS (1983) and ISO (1995–1998). It was the first spacecraft to use an Earth trailing orbit, later used by the Kepler planet finder. The planned mission period was to be 2.5 years with a pre launch expectation that the mission could extend to five or slightly more years until the onboard liquid helium supply was exhausted. This occurred on 15 May 2009. Without liquid helium to cool the telescope to the very low temperatures needed to operate, most of the instruments were no longer usable. However, the two shortest wavelength modules of the IRAC camera continued to operate with the same sensitivity as before the helium was exhausted, and continued to be used into early 2020 in the Spitzer Warm Mission. During the warm mission, the two short wavelength channels of IRAC operated at 28.7 K and were predicted to experience little to no degradation at this temperature compared to the nominal mission. The Spitzer data, from both the primary and warm phases, are archived at the Infrared Science Archive (IRSA). In keeping with NASA tradition, the telescope was renamed after its successful demonstration of operation, on 18 December 2003. Unlike most telescopes that are named by a board of scientists, typically after famous deceased astronomers, the new name for SIRTF was obtained from a contest open to the general public. The contest led to the telescope being named in honor of astronomer Lyman Spitzer, who had promoted the concept of space telescopes in the 1940s. Spitzer wrote a 1946 report for RAND Corporation describing the advantages of an extraterrestrial observatory and how it could be realized with available or upcoming technology. He has been cited for his pioneering contributions to rocketry and astronomy, as well as "his vision and leadership in articulating the advantages and benefits to be realized from the Space Telescope Program." Spitzer was launched on 25 August 2003 at 05:35:39 UTC from Cape Canaveral SLC 17B aboard a Delta II 7920H rocket. It was placed into a heliocentric (as opposed to a geocentric) orbit trailing and drifting away from Earth's orbit at approximately 0.1 astronomical units per year (an "Earth trailing" orbit as "one of two major astrophysics facilities [to be developed] for Spacelab", a shuttle borne platform. Anticipating the major results from an upcoming Explorer satellite and from the Shuttle mission, the report also favored the "study and development of long duration spaceflights of infrared telescopes cooled to cryogenic temperatures." The launch in January 1983 of the Infrared Astronomical Satellite, jointly developed by the United States, the Netherlands, and the United Kingdom, to conduct the first infrared survey of the sky, whetted the appetites of scientists worldwide for follow up space missions capitalizing on the rapid improvements in infrared detector technology. Earlier infrared observations had been made by both space based and ground based observatories. Ground based observatories have the drawback that at infrared wavelengths or frequencies, both the Earth's atmosphere and the telescope itself will radiate (glow) brightly. Additionally, the atmosphere is opaque at most infrared wavelengths. This necessitates lengthy exposure times and greatly decreases the ability to detect faint objects. It could be compared to trying to observe the stars in the optical at noon from a telescope built out of light bulbs. Previous space observatories (such as IRAS, the Infrared Astronomical Satellite, and ISO, the Infrared Space Observatory) were launched during the 1980s and 1990s and great advances in astronomical technology have been made since then. Most of the early concepts envisioned repeated flights aboard the NASA Space Shuttle. This approach was developed in an era when the Shuttle program was expected to support weekly flights of up to 30 days duration. A May 1983 NASA proposal described SIRTF as a Shuttle attached mission, with an evolving scientific instrument payload. Several flights were anticipated with a probable transition into a more extended mode of operation, possibly in association with a future space platform or space station. SIRTF would be a 1 meter class, cryogenically cooled, multi user facility consisting of a telescope and associated focal plane instruments. It would be launched on the Space Shuttle and remain attached to the Shuttle as a Spacelab payload during astronomical observations, after which it would be returned to Earth for refurbishment prior to re flight. The first flight was expected to occur about 1990, with the succeeding flights anticipated beginning approximately one year later. However, the Spacelab 2 flight aboard STS 51 F showed that the Shuttle environment was poorly suited to an onboard infrared telescope due to contamination from the relatively "dirty" vacuum associated with the orbiters. By September 1983, NASA was considering the "possibility of a long duration [free flyer] SIRTF mission". Spitzer is the only one of the Great Observatories not launched by the Space Shuttle, as was originally intended. However, after the 1986 Challenger disaster, the Shuttle Centaur upper stage, which would have been required to place it into its final orbit, was abandoned. The mission underwent a series of redesigns during the 1990s, primarily due to budget considerations. This resulted in a much smaller but still fully capable mission that could use the smaller Delta II expendable launch vehicle. One of the most important advances of this redesign was an Earth trailing orbit. The far infrared detectors (70–160 micrometers) were developed jointly by the University of Arizona and Lawrence Berkeley National Laboratory using gallium doped germanium. The spacecraft was built by Lockheed Martin. The mission was operated and managed by the Jet Propulsion Laboratory and the Spitzer Science Center, located at IPAC on the Caltech campus in Pasadena, California.

Жылы миссия және миссияның аяқталуы

2009 жылдың 15 мамырында «Спитцер» телескопының сұйық гелий салқындатқышы таусылып, алыс инфрақызыл бақылаулар тоқтатылды. Қолданыста IRAC құралы ғана қалды, және тек екі қысқа толқын ұзындығы диапазонында (3,6 мкм және 4,5 мкм). Телескоптың тепе-теңдік температурасы шамамен 0,7 градусқа дейін жетті, ал IRAC осы толқын ұзындықтарында құнды суреттер түсіруді «Спитцердің жылы миссиясы» ретінде жалғастырды. Миссияның соңына таяп, шамамен 2016 жылы, «Спитцердің» Жерге дейінгі қашықтығы мен орбитасының пішіні ғарыш кемесінің антеннасын Жерге бағыттау үшін едәуір тік бұрылуын қажет етті. Телескоп 2020 жылдың 30 қаңтарында NASA Голдстоун терең ғарыш байланыс орталығынан (GDSCC) телескопты қауіпсіз режимге көшіру туралы бұйрықпен өшіру сигналын жіберген кезде қызметтен босатылды. Бұйрық сәтті орындалғаны расталғаннан кейін, «Спитцер» жобасының жетекшісі Джозеф Хант миссияның аяқталғанын ресми түрде жариялады.

Нәтижелер

Телескоп уақыты қатысушы мекемелер мен маңызды жобаларға бөлінді, сонымен қатар әлемнің әр жеріндегі астрономдар бақылау уақыты үшін ұсыныстар енгізуге мүмкіндік алды. Ұшыру алдында "Спитцер" пайдаланыла отырып, ірі, біртұтас зерттеулер жүргізу үшін ұсыныстар қабылданды. Егер телескоп ерте тоқтаса және/немесе криоген тез бітіп қалса, "Мұра жобалары" деп аталатын жобалар миссияның алғашқы айларында ең жақсы ғылыми нәтижелерді жылдам алуды қамтамасыз ететін еді. Мұра командалары алған қаржыландыру шартына сәйкес, командалар жоғары деңгейдегі деректерді Spitzer Science Center (және NASA/IPAC Infrared Science Archive) қауымдастығына пайдалану үшін қайтарып беруге міндетті болды, бұл миссияның ғылыми нәтижелерін жылдам қамтамасыз етеді. Халықаралық ғылыми қауымдастық өнімдерді басқалар пайдалануына берудің маңыздылығын тез түсінді, сондықтан мұра жобалары кейінгі ұсыныс шақыруларында нақты сұралмаса да, командалар өнімдерді қауымдастыққа жеткізуді жалғастырды. Spitzer Science Center кейіннен қауымдастықтың күш-жігеріне жауап ретінде "Мұра" жобаларын (кейін "Зерттеу ғылымы" жобаларын) қайта жаңартып қойды. Маңызды нысандарға жас жұлдыздар (жас жұлдызды нысандар немесе YSO), планеталар және басқа галактикалар кірді. Суреттер білім беру және журналистикалық мақсаттар үшін тегін қолжетімді. Спитцер телескопының алғашқы суреттері телескоптың мүмкіндіктерін көрсету үшін жасалды және жарқыраған жұлдыздардың туылу ошағын, үлкен, айналмалы, шаңды галактиканы, планеталардың құралу дискісін және алыс ғаламдағы органикалық материалды көрсетті. Содан бері көптеген ай сайынғы баспасөз хабарламалары Спитцердің мүмкіндіктерін ерекше атап көрсетті, сияқты Hubble ғарыш телескопы үшін NASA және ESA суреттері. 2005 жылы Спитцер "ыстық Юпитерлер" HD 209458 b және TrES 1b экзопланеталарынан тікелей жарық түсірген алғашқы телескоптардың бірі болды, бірақ бұл жарықты нақты суреттерге ажыратуға қол жеткізбеді. Бұл экзопланеталардан тікелей жарық анықталған алғашқы реттердің бірі болды; бұрынғы байқаулар планеталар айналып жүрген жұлдыздардың мінез-құлқынан тұжырымдар жасау арқылы жасалған. Телескоп сонымен қатар 2005 жылдың сәуірінде Коэн кухи Тау/4 планеталық дискісінің бұрынғы теорияларға қарағанда әлдеқайда жас және массасы аз екенін анықтады, бұл планеталардың қалай пайда болатынын түсінуге жаңа көзқарас ұсынды. 2004 жылы Спитцердің ең жас жұлдыз болуы мүмкін әлсіз жарқырап тұрған нысанды анықтағаны туралы хабарланды. Телескоп бұрын жердегі обсерваториялар мен Спитцердің алдыңғысы ISO (Инфрақызыл ғарыш обсерваториясы) үшін мүлдем қараңғы болып көрінген L1014 деп аталатын газ бен шаң ядросына бағытталды. Спитцердің озық технологиясы L1014 ортасындағы жарқын қызыл нүктені көрсетті. Остиндегі Техас университетінің ғалымдары, бұл нысанды ашқандар, ыстық нүктені жұлдыздың ерте дамуының мысалы деп санайды, жас жұлдыз оны қоршаған бұлттан газ бен шаң жинайды. Ыстық нүкте туралы алғашқы болжамдар бұл Жерден 10 есе алыс орналасқан, бірақ L1014 сияқты көзге көрінетін басқа ядроның әлсіз жарығы болуы мүмкін деген болжамдар болды. Жерден жасалған бақылаулар нәтижесінде Шпицермен табылған нысанның дәл сол жерінде желдеткіш тәрізді әлсіз жарық байқалды. Бұл жарық өте әлсіз болғандықтан, нысан L1014-те орналасқан деген тұжырымға келді. 2005 жылы Висконсин және Уайтвотер университеттерінің астрономдары Спитцер ғарыш телескопы арқылы 400 сағат бақылаудан кейін, Құс жолы галактикасының ортасында бұрынғыдан гөрі айқын тармақты құрылым бар екенін анықтады. Сондай-ақ 2005 жылы NASA Годдард ғарыш ұшу орталығының астрономдары Александр Кашлинский мен Джон Мэтер Спитцердің алғашқы суреттерінің бірі ғаламдағы алғашқы жұлдыздардың жарығын түсірген болуы мүмкін деп хабарлады. Тек телескопты калибрлеуге көмектесу үшін жасалған Драко шоқжұлдызындағы квазардың суреті белгілі нысандардың жарығы алынып тасталғаннан кейін инфрақызыл сәулесін қамтитыны анықталды. Кашлинский мен Мэтер бұл жарықтағы көптеген шашыраңқы жерлердің Үлкен жарылыстан кейін 100 миллион жыл бұрын пайда болған жұлдыздардың жарығы екеніне сендіреді, ғарыштық кеңеюдің әсерінен қызылға қарай ығысқан. 2006 жылдың наурыз айында астрономдар Құс жолы галактикасының ортасына жақын жерде орналасқан екі спиральды тұмандықты, Double Helix Nebula-ны анықтады, атауынан көрініп тұрғандай, екі спиральға бұрылған. Бұл галактика ортасындағы аса массивті қара тесіктің айналасында айналатын газ дискісінің тудырған күшті магниттік өрістерінің дәлелі деп саналады, тұмандықтан және Жерден. Бұл тұмандық Спитцермен ашылды және 2006 жылдың 16 наурызында Nature журналында жарияланды. 2007 жылдың мамырында астрономдар HD 189733 b атмосферасының температурасын сәтті картаға түсірді, осылайша бірінші рет экзопланетаның картасын жасады. 2006 жылдың қыркүйегінен бастап телескоп "Gould Belt Survey" деп аталатын бірнеше зерттеулерге қатысты, Gould's Belt аймағын әртүрлі толқын ұзындықтарында бақылады. Спитцер ғарыш телескопының алғашқы бақылау жиынтығы 2006 жылдың 21 қыркүйегінен 27 қыркүйегіне дейін аяқталды. Бұл бақылаулардың нәтижесінде, Гарвард және Смитсониялық астрофизика орталығының докторы Роберт Гутермут басқаратын астрономдар тобы Серпенс Оңтүстігін, Серпенс шоқжұлдызындағы 50 жас жұлдыздан тұратын шоқты анықтады. Ғалымдар ұзақ уақыт бойы қандай кішкентай силикат кристалдары, олардың қалыптасуына жоғары температура қажет, мұздақ кометалардың ішіне қалай түскенін ойлады. Кристалдар алғашқыда кристалдалмаған, аморфты силикат бөлшектері түрінде болды, олар Құншарық жүйесінің дамуына қатысқан газ және шаң қоспасының бөлігі болды. Бұл жұмбақ Stardust үлгісін қайтару миссиясының нәтижелерімен күшейді, ол Wild 2 кометасынан бөлшектерді ұстады. Stardust бөлшектерінің көптегені 1000 K-тан жоғары температурада қалыптасқандығы анықталды. 2009 жылдың мамырында Германия, Венгрия және Нидерландтан келген Спитцер зерттеушілері аморфты силикаттың жұлдыздың жарылысынан кристалдануға айналғанын анықтады. Олар 2008 жылдың сәуірінде Спитцермен байқалған EX Lupi жұлдызының айналасындағы шаң және газ дискісіндегі форстерит силикат кристалдарының инфрақызыл белгісін анықтады. Бұл кристалдар Спитцердің жұлдыздың тыныш кезеңдерінде жасаған бұрынғы бақылауларында болған жоқ. Бұл кристалдар EX Lupi-ден 0,5 AU қашықтықтағы шаңның радиациялық жылуынан пайда болған сияқты. 2009 жылдың тамызында телескоп жас жұлдыздың айналасындағы екі планетаның жоғары жылдамдықты соқтығысуының дәлелін тапты. 2009 жылдың қазанында астрономдар Энн Дж. Вербискер, Майкл Ф. Скрутски және Дуглас П. Гамильтон телескоппен табылған Сатурнның "Фиби сақинасы" туралы нәтижелерді жариялады, бұл Сатурн радиусынан 128-ден 207 есе артық материалдың үлкен, сирек дискісі.

While some time on the telescope was reserved for participating institutions and crucial projects, astronomers around the world also had the opportunity to submit proposals for observing time. Prior to launch, there was a proposal call for large, coherent investigations using Spitzer. If the telescope failed early and/or ran out of cryogen very quickly, these so called Legacy Projects would ensure the best possible science could be obtained quickly in the early months of the mission. As a requirement tied to the funding these Legacy teams received, the teams had to deliver high level data products back to the Spitzer Science Center (and the NASA/IPAC Infrared Science Archive) for use by the community, again ensuring the rapid scientific return of the mission. The international scientific community quickly realized the value of delivering products for others to use, and even though Legacy projects were no longer explicitly solicited in subsequent proposal calls, teams continued to deliver products to the community. The Spitzer Science Center later reinstated named "Legacy" projects (and later still "Exploration Science" projects) in response to this community driven effort. Important targets included forming stars (young stellar objects, or YSOs), planets, and other galaxies. Images are freely available for educational and journalistic purposes. The first released images from Spitzer were designed to show off the abilities of the telescope and showed a glowing stellar nursery, a big swirling, dusty galaxy, a disc of planet forming debris, and organic material in the distant universe. Since then, many monthly press releases have highlighted Spitzer capabilities, as the NASA and ESA images do for the Hubble Space Telescope. As one of its most noteworthy observations, in 2005, Spitzer became one of the first telescopes to directly capture light from exoplanets, namely the "hot Jupiters" HD 209458 b and TrES 1b, although it did not resolve that light into actual images. This was one of the first times the light from extrasolar planets had been directly detected; earlier observations had been indirectly made by drawing conclusions from behaviors of the stars the planets were orbiting. The telescope also discovered in April 2005 that Cohen kuhi Tau/4 had a planetary disk that was vastly younger and contained less mass than previously theorized, leading to new understandings of how planets are formed. In 2004, it was reported that Spitzer had spotted a faintly glowing body that may be the youngest star ever seen. The telescope was trained on a core of gas and dust known as L1014 which had previously appeared completely dark to ground based observatories and to ISO (Infrared Space Observatory), a predecessor to Spitzer. The advanced technology of Spitzer revealed a bright red hot spot in the middle of L1014. Scientists from the University of Texas at Austin, who discovered the object, believe the hot spot to be an example of early star development, with the young star collecting gas and dust from the cloud around it. Early speculation about the hot spot was that it might have been the faint light of another core that lies 10 times further from Earth but along the same line of sight as L1014. Follow up observation from ground based near infrared observatories detected a faint fan shaped glow in the same location as the object found by Spitzer. That glow is too feeble to have come from the more distant core, leading to the conclusion that the object is located within L1014. (Young et al., 2004)

In 2005, astronomers from the University of Wisconsin at Madison and Whitewater determined, on the basis of 400 hours of observation on the Spitzer Space Telescope, that the Milky Way galaxy has a more substantial bar structure across its core than previously recognized. Also in 2005, astronomers Alexander Kashlinsky and John Mather of NASA's Goddard Space Flight Center reported that one of Spitzer earliest images may have captured the light of the first stars in the universe. An image of a quasar in the Draco constellation, intended only to help calibrate the telescope, was found to contain an infrared glow after the light of known objects was removed. Kashlinsky and Mather are convinced that the numerous blobs in this glow are the light of stars that formed as early as 100 million years after the Big Bang, redshifted by cosmic expansion. In March 2006, astronomers reported an nebula near the center of the Milky Way Galaxy, the Double Helix Nebula, which is, as the name implies, twisted into a double spiral shape. This is thought to be evidence of massive magnetic fields generated by the gas disc orbiting the supermassive black hole at the galaxy's center, from the nebula and from Earth. This nebula was discovered by Spitzer and published in the magazine Nature on 16 March 2006. In May 2007, astronomers successfully mapped the atmospheric temperature of HD 189733 b, thus obtaining the first map of some kind of an extrasolar planet. Starting in September 2006, the telescope participated in a series of surveys called the Gould Belt Survey, observing the Gould's Belt region in multiple wavelengths. The first set of observations by the Spitzer Space Telescope was completed from 21 September 2006 through 27 September. Resulting from these observations, the team of astronomers led by Dr. Robert Gutermuth, of the Center for Astrophysics Harvard & Smithsonian reported the discovery of Serpens South, a cluster of 50 young stars in the Serpens constellation. Scientists have long wondered how tiny silicate crystals, which need high temperatures to form, have found their way into frozen comets, born in the very cold environment of the Solar System's outer edges. The crystals would have begun as non crystallized, amorphous silicate particles, part of the mix of gas and dust from which the Solar System developed. This mystery has deepened with the results of the Stardust sample return mission, which captured particles from Comet Wild 2. Many of the Stardust particles were found to have formed at temperatures in excess of 1,000 K.

In May 2009, Spitzer researchers from Germany, Hungary, and the Netherlands found that amorphous silicate appears to have been transformed into crystalline form by an outburst from a star. They detected the infrared signature of forsterite silicate crystals on the disk of dust and gas surrounding the star EX Lupi during one of its frequent flare ups, or outbursts, seen by Spitzer in April 2008. These crystals were not present in Spitzer previous observations of the star's disk during one of its quiet periods. These crystals appear to have formed by radiative heating of the dust within 0.5 AU of EX Lupi. In August 2009, the telescope found evidence of a high speed collision between two burgeoning planets orbiting a young star. In October 2009, astronomers Anne J. Verbiscer, Michael F. Skrutskie, and Douglas P. Hamilton published findings of the "Phoebe ring" of Saturn, which was found with the telescope; the ring is a huge, tenuous disc of material extending from 128 to 207 times the radius of Saturn.

GLIMPSE және MIPSGAL зерттеулері

GLIMPSE, Galactic Legacy Infrared Mid Plane Survey Extraordinaire, – Құс жолы галактикасының ішкі аймағының 360 градусын қамтитын және галактиканың алғашқы кең ауқымды картасын жасаған зерттеулер сериясы болды. Ол инфрақызыл камера арқылы төрт түрлі толқын ұзындығында түсірілген 2 миллионнан астам суреттен тұрады. Суреттер 2003 жылы «Спитцер» спутнигі ұшырылғаннан бастап 10 жыл бойы түсірілді. GLIMPSE-ті толықтыратын MIPSGAL зерттеуі, MIPS құралының 24 және 70 мкм каналдарын пайдалана отырып, галактикалық дискінің 248 градусын қамтиды. 2008 жылдың 3 маусымында ғалымдар американдық астрономиялық қоғамның Миссури штатындағы Сент-Луис қаласында өткен 212-ші мәжілісінде 800 000-нан астам суретті біріктіру арқылы жасалған Құс жолының ең үлкен және ең толық инфрақызыл суретін таныстырды. Бұл жиынтық зерттеуді GLIMPSE/MIPSGAL Viewer көмегімен қарауға болады.

2010 жылдар

2011 жылдың мамыр айында жарияланған Spitzer бақылаулары шағын форстерит кристалдары HOPS 68 протожұлдызына жаңбыр сияқты құлап жатқан болуы мүмкін екенін көрсетті. Протожұлдыздың сыртқы құлдырау бұлтында форстерит кристалдарының табылуы таң қалдырады, өйткені кристалдар лава сияқты жоғары температурада пайда болады, бірақ олар молекулалық бұлтта кездеседі, онда температура шамамен осы деңгейде болады. Бұл астрономдар тобын жас жұлдыздың биполярлық ағыны форстерит кристалдарын жұлдыздың бетіне жақын жерден суық сыртқы бұлтқа тасымалдауы мүмкін деген болжамға итермеледі. 2012 жылдың қаңтар айында EX Lupi-дің Spitzer бақылауларының қосымша талдауы форстерит кристалды шаңның протожұлдыздан айтарлықтай орташа жылдамдықпен алыстап бара жатқанын түсіндіруге мүмкіндік берді. Мұндай жоғары жылдамдықтар тек шаң бөлшектері жұлдызға жақын биполярлық ағынмен шығарылған жағдайда ғана туындауы мүмкін. Мұндай байқаулар 1990-шы жылдардың басында жасалған астрофизикалық теориямен сәйкес келеді, онда биполярлық ағындар протожұлдызды қоршаған газ және шаң дискілерін протожұлдызға жақын ішкі дискінен қайта өңделген, қатты қыздырылған материалды протожұлдыздан алыс орналасқан аккрециялық дискінің аймақтарына үздіксіз шығарып, өзгертеді. 2015 жылдың сәуір айында Spitzer және Optical Gravitational Lensing Experiment бірлесіп, бұрын-соңды анықталмаған ең алыстағы планеталардың бірін ашқаны туралы хабарланды: Жерден шамамен алыс орналасқан газ гиганты. 2015 жылдың маусым және шілде айларында қоңыр жұлдыз OGLE 2015 BLG 1319 гравитациялық микролинзалау әдісін қолдану арқылы Swift, Spitzer және жердегі Optical Gravitational Lensing Experiment бірлескен күш-жігерімен табылды. Бұл екі ғарыш телескопының бірдей микролинзалау құбылысын алғаш рет байқауы. Бұл әдіс екі ғарыш кемесі арасындағы үлкен арақашықтыққа байланысты мүмкін болды: Swift Жердің төменгі орбитасында, ал Spitzer Жердің ізінен гелиоцентрлік орбитада бір АЕ-ден астам қашықтықта орналасқан. 2016 жылдың наурыз айында хабарланғандай, Spitzer және Hubble ең алыстағы белгілі галактиканы, GN z11-ді табу үшін пайдаланылды. Бұл нысан 13,4 миллиард жыл бұрын пайда болған күйінде көрінді.

Spitzer observations, announced in May 2011, indicate that tiny forsterite crystals might be falling down like rain on to the protostar HOPS 68. The discovery of the forsterite crystals in the outer collapsing cloud of the protostar is surprising because the crystals form at lava like high temperatures, yet they are found in the molecular cloud where the temperatures are about This led the team of astronomers to speculate that the bipolar outflow from the young star may be transporting the forsterite crystals from near the star's surface to the chilly outer cloud. In January 2012, it was reported that further analysis of the Spitzer observations of EX Lupi can be understood if the forsterite crystalline dust was moving away from the protostar at a remarkable average speed of It would appear that such high speeds can arise only if the dust grains had been ejected by a bipolar outflow close to the star. Such observations are consistent with an astrophysical theory, developed in the early 1990s, where it was suggested that bipolar outflows garden or transform the disks of gas and dust that surround protostars by continually ejecting reprocessed, highly heated material from the inner disk, adjacent to the protostar, to regions of the accretion disk further away from the protostar. In April 2015, Spitzer and the Optical Gravitational Lensing Experiment were reported as co discovering one of the most distant planets ever identified: a gas giant about away from Earth. In June and July 2015, the brown dwarf OGLE 2015 BLG 1319 was discovered using the gravitational microlensing detection method in a joint effort between Swift, Spitzer, and the ground based Optical Gravitational Lensing Experiment, the first time two space telescopes have observed the same microlensing event. This method was possible because of the large separation between the two spacecraft: Swift is in low Earth orbit while Spitzer is more than one AU distant in an Earth trailing heliocentric orbit. Reported in March 2016, Spitzer and Hubble were used to discover the most distant known galaxy, GN z11. This object was seen as it appeared 13.4 billion years ago.

Спитцердің арғы жағы

2016 жылдың 1 қазанында Спитцер өзінің 13-байқау циклын бастады, бұл 2,5 жылға созылған, "Beyond" деген атпен белгіленген ұзартылған миссия. Осы ұзартылған миссияның мақсаттарының бірі – инфрақызыл телескоп болып табылатын Джеймс Вебб ғарыш телескобына дайындалуға көмектесу, осы арқылы егжей-тегжейлі зерттеулер үшін кандидаттарды анықтау. Спитцер осы бақылауларды жүргізу үшін транзиттік фотометрия және гравитациялық микролинзалау әдістерін пайдаланды, сондай-ақ микролинзалау арқылы Жерден шамамен бір метрдей қашықтықта табылған атаусыз планетаны зерттеді. 2016 жылдың қыркүйек-қазан айларында Спитцер TRAPPIST 1 жұлдызының айналасындағы жеті белгілі планетаның бесеуін ашты, олардың барлығы шамамен Жердің мөлшерінде және тасқа ұқсас болуы мүмкін. Ашылған планеталардың үшеуі тұруға қолайлы аймақта орналасқан, яғни қажетті параметрлер болған жағдайда олар сұйық суды ұстауға қабілетті. Транзит әдісін қолдана отырып, Спитцер жеті планетаның мөлшерін өлшеуге және ішкі алты планетаның массасы мен тығыздығын бағалауға көмектесті. Алдағы бақылаулар планеталардың бірінде сұйық су бар-жоғын анықтауға көмектеседі.