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传奇终落幕,成就永流传——斯皮策太空望远镜结束16年观测任务

来源: 作者: 发布时间:2020-03-29


斯皮策太空望远镜 图源:NASA官网

科技日本记者 刘霞

美国国家航空航天局(NASA)证实,美国东部时间1月30日下午5:30(北京时间1月31日凌晨6:30),斯皮策太空望远镜切换到安全模式,所有科学操作停止。随后,项目经理约瑟夫·亨特宣布,斯皮策任务正式结束。

在超过16年时间里,斯皮策太空望远镜(以下简称斯皮策)这一红外天文台向我们展示了太阳系、银河系乃至宇宙的深邃无垠和绚丽多姿,它留下的遗产也为未来的红外探测器奠定了基础。

以一管而窥青天

斯皮策是NASA的4个大天文台(Great Observatories)之一,其他3个大天文台包括哈勃太空望远镜、康普顿伽玛射线天文台以及钱德拉X射线天文台,这“四大金刚”各展所长,借助不同波长的光来管窥宇宙,并为宇宙“画像”。

斯皮策于2003年8月25日升空,通过观测红外线加深人们对宇宙的了解。尽管它并非NASA发射的首个太空红外望远镜,但却是当时最灵敏的红外望远镜,它提供了比“前辈”更深邃的红外视野。

斯皮策探测的天体不像太阳及其他恒星那样烈焰熊熊,它们基本不发射可见光,却释放出很多红外线。更重要的是,红外线能有效穿透迷雾般的星际尘埃,这使斯皮策能对太空中的隐蔽角落一览无余。在这些星尘弥漫之处,仍有恒星和行星在不断诞生,因此,科学家可以借此研究恒星和行星如何出生、如何死亡的演化历程。

斯皮策的设计寿命为两年半,但最终工作了16年。据NASA网站报道,2009年,斯皮策的氦冷却剂耗尽,标志着其“冷任务”结束。但由于斯皮策距离地球很远,温度升高有限,仍可在零下244摄氏度的环境中运行,而且团队成员发现,他们依旧可以继续观察两个红外波长。所以,斯皮策再接再厉,开启“暖任务”并持续运行了十年多,直至寿终正寝。

NASA科学任务副主管托马斯·祖布臣表示:“斯皮策让我们得以管窥宇宙全新的一面,使我们进一步了解了宇宙的运行方式,为揭示人类起源以及我们在宇宙间是否独一无二等问题提供了思路。这个伟大的天文台还发现了一些重要的新问题,为进一步探索提供了新研究对象,它对科学的巨大影响不会因为任务的结束而终止。”

十六年辛苦不寻常

在16年“服役”期间,斯皮策为人类探索宇宙作出了诸多贡献。

它研究了太阳系内的彗星和小行星,并在土星周围发现了一个以前未被识别的环,其主要构成物是一些可见光探测器无法找到的稀疏尘埃物质。它还研究了恒星和行星的形成、星系从远古宇宙到如今的演化历程、星际尘埃的组成,提供了宇宙如何形成,以及超大质量黑洞如何不断成长的信息。

2007年,斯皮策成为第一个直接识别系外行星大气分子的太空望远镜。当时,科学家们用光谱学技术,鉴别出了HD 209458b和HD 189733b两颗不同系外行星大气的化学组成。能够直接研究系外行星大气组成,有望大大加快探索岩石系外行星上生命迹象的步伐。

2009年5月,科学家利用斯皮策传回的数据,绘制出第一幅系外行星的“天气地图”。这张系外行星天气图,清楚描绘了气体行星HD 189733b表面的温度分布差异。根据这幅天气图,科学家推断,这颗行星和地球一样,大气层中有巨大的气流运动。

2010年,斯皮策的“千里眼”帮助科学家发现了迄今最遥远的行星之一,这颗行星距地球约13000光年。此前,人类观测到的系外行星大多距地球约1000光年。

TRAPPIST-1恒星周围环绕着7颗地球大小的行星,斯皮策确认了其中2颗,发现了另外5颗,并确定了这7颗行星的质量和密度,使TRAPPIST-1成为迄今发现的拥有最多类地行星的系外恒星,这也是斯皮策最为人津津乐道的伟大成就之一。

此外,2014年,斯皮策发现了小行星在新形成的行星系统中发生碰撞的证据,这种碰撞现象可能在早期太阳系中很常见,且对行星形成至关重要。

2016年,斯皮策与哈勃携手,探测到COSMOS-AzTEC3,这是当时人类发现的最遥远星系,距地球120亿光年。天文学家推测,在观测时,这个星系群仍处于“原始星系团”的状态,但它们最终会成长演化,这为科学家研究宇宙发展演化史提供了宝贵参考。

斯皮策已经“寿终正寝”,“接棒”的詹姆斯·韦伯太空望远镜是迄今最雄心勃勃、最复杂的太空望远镜,它将利用自己无与伦比的红外观测能力,进一步加深人类对宇宙的了解。据悉,韦伯太空望远镜已耗资97亿美元,计划于2021年发射。它将成为世界上首屈一指的太空科学观测站,帮助我们解开太阳系中的谜团,凝视其他恒星周围的遥远世界,探索宇宙的神秘结构和起源,以及我们在宇宙中的位置。

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