De Spitzer-ruimtetelescoop van NASA heeft het einde van zijn levensduur bereikt. Zijn missie was om objecten in het infrarood te bestuderen, en dat blonk daar uit sinds het in 2003 werd gelanceerd. Maar elke missie heeft een einde en op 30 januari 2020 stopte Spitzer.
"De enorme impact op de wetenschap zal zeker tot ver na het einde van haar missie voortduren."
NASA Associate Administrator Thomas Zurbuchen
Denkers worstelen al heel lang met de aard van licht. Terug in het oude Griekenland vroeg Aristoteles zich af over licht en zei: 'De essentie van licht is wit licht. Kleuren bestaan uit een mix van lichtheid en duisternis. ' Dat was de omvang van ons begrip van licht toen.
Isaac Newton vroeg zich ook af over licht en zei: "Licht is samengesteld uit gekleurde deeltjes." In het begin van de 19e eeuw leverde de Engelse natuurkundige Thomas Young het bewijs dat licht zich gedraagt als een golf. Toen kwamen Maxwell, Einstein en anderen die allemaal diep over licht dachten. Maxwell kwam erachter dat licht zelf een elektromagnetische golf is.
Maar het was de astronoom William Herschel, bekend als de ontdekker van Uranus, die infraroodstraling ontdekte. Hij was ook pionier op het gebied van astronomische spectrofotometrie. Herschel gebruikte een prisma om licht te splitsen en met een thermometer ontdekte hij onzichtbaar licht dat de dingen opwarmde.
Uiteindelijk ontdekten wetenschappers dat de helft van het licht van de zon infrarood licht is. Het werd duidelijk dat we, om de kosmos om ons heen te begrijpen, infrarood licht moesten begrijpen en wat het ons kan vertellen over de objecten die het uitzenden.
Zo werd infrarood astronomie geboren. Alle objecten zenden een zekere mate van infraroodstraling uit en in de jaren 1830 kwam het veld van de infraroodastronomie op gang. Maar aanvankelijk werd er niet veel vooruitgang geboekt.
Althans niet voor het begin van de 20e eeuw. Op dat moment werden objecten in de ruimte alleen ontdekt door te observeren in het infrarood. Toen nam de radioastronomie een vlucht in de jaren vijftig en zestig, en astronomen realiseerden zich dat er veel te leren was over het universum, buiten wat zichtbaar licht ons kan vertellen.
Infraroodastronomie is krachtig omdat het ons in staat stelt door gas en stof te kijken naar plaatsen zoals de kern van de Melkweg. Maar waarnemen in het infrarood is moeilijk voor grondgebonden voorzieningen. De atmosfeer van de aarde staat in de weg. Infraroodwaarnemingen op de grond betekenen lange belichtingstijden en hebben te maken met de hitte die wordt afgegeven door alles, inclusief de telescoop zelf. Een orbitaal observatorium was de oplossing en er werden er twee gelanceerd: de Infrared Astronomical Satellite (IRAS) en de Infrared Space Observatory (ISO).
In 1983 lanceerden het VK, de VS en Nederland IRAS, de infraroodastronomische satelliet. Het was de eerste infrarood-ruimtetelescoop en hoewel het een succes was, duurde de missie slechts 10 maanden. Infraroodtelescopen moeten worden gekoeld, een IRAS-voorraad koelvloeistof raakte na 10 maanden op.
IRAS was een succesvolle, hoewel kortstondige, missie en de astronomiegemeenschap realiseerde zich dat zonder een speciaal infrarood observatorium de inspanningen om het universum te begrijpen zouden worden belemmerd. IRAS heeft vier keer bijna de hele hemel (96%) onderzocht. Naast andere prestaties heeft IRAS ons ons eerste beeld gegeven van de kern van de Melkweg.
Vervolgens lanceerde de ESA in 1995 de ISO (Infrared Space Observatory) en deze duurde drie jaar. Een van de resultaten was het bepalen van de chemische componenten in de atmosfeer van sommige planeten van het zonnestelsel. Het vond onder meer verschillende protoplanetaire schijven.
Maar er was behoefte aan meer infraroodastronomie en NASA had een ambitieus project in gedachten: het Great Observatories-programma. In het programma Great Observatories werden tussen 1990 en 2003 vier afzonderlijke ruimtetelescopen gelanceerd:
- De Hubble-ruimtetelescoop (HST) werd in 1990 gelanceerd en observeert voornamelijk in optisch licht en bijna ultraviolet.
- Het Compton Gamma-Ray Observatory (CGRO) werd in 1991 gelanceerd en observeerde voornamelijk gammastraling en enkele röntgenstralen. Haar missie eindigde in 2000.
- Het Chandra X-Ray Observatory (CXO) observeert voornamelijk zachte s-stralen en haar missie is aan de gang.
- De Spitzer-ruimtetelescoop.
Samen observeerden ze over een brede strook van het elektromagnetische spectrum. De ruimtetelescopen waren synergetisch en ze observeerden vaak dezelfde doelen om een compleet energetisch portret van interessante objecten vast te leggen. (Er is geen ruimtetelescoop met radioastronomie omdat radiogolven gemakkelijk vanaf het aardoppervlak kunnen worden waargenomen. En radiotelescopen zijn enorm.)
De Spitzer werd op 25 augustus 2003 gelanceerd op een Delta II-raket vanuit Cape Canaveral. Het werd in een heliocentrische baan om de aarde geplaatst.
De eerste afbeeldingen die Spitzer heeft gemaakt, zijn ontworpen om de mogelijkheden van de telescoop te laten zien en ze zijn verbluffend.
"Spitzer heeft ons geleerd over geheel nieuwe aspecten van de kosmos en heeft ons vele stappen verder gebracht in het begrijpen van hoe het universum werkt, het beantwoorden van vragen over onze oorsprong, en of we wel of niet alleen zijn", zegt Thomas Zurbuchen, associate administrator van NASA's Science Mission Directoraat in Washington. “Deze Great Observatory heeft ook een aantal belangrijke en nieuwe vragen en prikkelende objecten voor verder onderzoek geïdentificeerd, en een pad uitgestippeld voor toekomstige onderzoeken. De immense impact op de wetenschap zal zeker tot ver na het einde van haar missie duren. ”
Het is onmogelijk om al het werk van Spitzer op te sommen. Maar een aantal dingen vallen op.
Spitzer hielp bij het ontdekken van extra exoplaneten rond het TRAPPIST-1-systeem. Nadat een team van Belgische astronomen de eerste drie planeten in het systeem had ontdekt, identificeerden follow-upwaarnemingen door Spitzer en andere faciliteiten vier andere exoplaneten. Spitzer was het ook gewend
De Spitzer-ruimtetelescoop was ook de eerste telescoop die de atmosfeer van exoplaneten bestudeerde en karakteriseerde. Spitzer verkreeg de gedetailleerde gegevens, spectra genaamd, voor twee verschillende gas-exoplaneten. Genaamd HD 209458b en HD 189733b, deze zogenaamde "hete Jupiters" zijn gemaakt van gas, maar cirkelen veel dichter bij hun zonnen. Astronomen die met Spitzer werkten, waren verrassingen bij deze resultaten.
"Dit is een geweldige verrassing", zei Spitzer-projectwetenschapper Dr. Michael Werner destijds. "We hadden geen idee toen we Spitzer ontwierpen dat het zo'n dramatische stap zou maken in het karakteriseren van exoplaneten."
Dankzij de infraroodcapaciteiten van Spitzer kon het de evolutie van sterrenstelsels bestuderen. Het liet ons ook zien dat wat we dachten dat een enkel sterrenstelsel was, in feite twee sterrenstelsels zijn.
Hopelijk wordt de opvolger van Spitzer, de James Webb Space Telescope (JWST), binnenkort gelanceerd. De missie van Spitzer werd verlengd toen de lancering van de JWST werd uitgesteld, maar deze kon niet voor onbepaalde tijd worden verlengd. Helaas is NASA een tijdje zonder infrarood-ruimtetelescoop.
"We laten een krachtig wetenschappelijk en technologisch erfgoed achter."
Spitzer Projectmanager Joseph Hunt
De JWST gaat verder waar Spitzer was gebleven, maar is natuurlijk veel krachtiger dan de Spitzer. De Spitzer was misschien de eerste die de atmosfeer van een exoplanet kenmerkte, maar de JWST zal dat naar een hoger niveau tillen. Een van de belangrijkste doelen van de JWST is om de samenstelling van de exoplaneetatmosfeer in detail te bestuderen, op zoek naar de bouwstenen van het leven.
"Iedereen die aan deze missie heeft gewerkt, zou vandaag bijzonder trots moeten zijn", aldus Spitzer-projectmanager Joseph Hunt. 'Er zijn letterlijk honderden mensen die rechtstreeks hebben bijgedragen aan het succes van Spitzer, en duizenden die zijn wetenschappelijke mogelijkheden hebben gebruikt om het universum te verkennen. We laten een krachtig wetenschappelijk en technologisch erfgoed achter. ”
NASA heeft een uitgebreide galerij met Spitzer-afbeeldingen op de Spitzer-website. Een snelle rondleiding door die website zal duidelijk maken welke bijdrage de ruimtetelescoop levert aan de astronomie.
Meer:
- Persbericht: NASA's Spitzer-ruimtetelescoop beëindigt missie van astronomische ontdekking
- NASA / JPL: de Spitzer-ruimtetelescoop
- Space Magazine: Top 10 echt coole infraroodbeelden van Spitzer
