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科学家还没有发现一个凌星系外行星,之后截止到斯皮策太空望远镜发射,我们所知道的也屈指可数

NASA斯皮策太空千里镜的艺术衬着图。背景以红外光出现。/ NASA/JPL-Caltech

大年夜型轨道天文台计划成员之一——斯皮策太空千里镜,在今年1月30日退休了。

斯皮策太空千里镜发射于2003年,它钻研红外光波段下的天下跨越16年之久,揭示了已知天下天体的潜在特点而且进一步带来了很多发明和懂得——近至太阳系,远到近下天下边际。 “斯皮策太空望远 镜教给了咱们红外光关于懂得咱们这个天下有多么紧张,不管是咱们的天下邻居仍是间隔最远的星系,” NASA总部的天体物理学主管Paul Hertz说道。

斯皮策太空千里镜旨在钻研“极寒天体, 古老天体和尘土物质” , 三件最易于在红外线下被天文学家不雅测到的事物。

红外光指的是在红外光谱中波长范围在700纳米(肉眼弗成见)到1毫米(大年夜约大年夜头针帽长)。不合的红外波段可以揭示宇宙的不合特性。比方,斯皮策太空千里镜可以看到由于太冷而不能开释太多可见光的器械,其间包括系生手星(太阳系之外的行星), 褐矮星和被发明存在于星体之间的冷物质。

/ 最迢遥的星系

至于迂腐天体,斯皮策太空千里镜已经钻研过一些迄今为止探测到的最悠远的星系。来自于这些星系的光遨游了数十亿年才抵达到咱们这里,让科学家看到这些好久好久之前的天体。事实上,得益于斯皮策太空千里镜和哈勃太空千里镜(其主要用于不雅测可见光以及比斯皮策太空千里镜不雅测波段更短的红外光谱)的精诚相助,有史以来不雅测到的最远的悠远星系才能被确定以及钻研。咱们不雅测到的来自这个星系的光是134亿年前被开释的,当时天下才度过不到它现在年岁的百分之五。

在2003年,斯皮策太空千里镜(之前是太空红外千里镜设备或许SIRTF)已经预备好在卡纳维拉尔角空军基地发射。/ NASA

此外,这两个千里镜所发明的如斯前期的星系要比科学家估计得要重。而且经由过程钻研离咱们对照近的星系,斯皮策太空千里镜现已深化了咱们对付星系在宇宙平生中怎么进化的理解。

/ 星际尘埃

斯皮策太空千里镜对星际尘土的察觉也很敏锐。星际尘土在大年夜多半星系中都很常见。在很多星云中夹杂着气体,星际尘土可以冷凝构成恒星,而残留物可以出生行星。应用一种被称为光谱学的技能,斯皮策太空千里镜可以剖析尘土的化学因素组成以便去懂得构成行星和恒星的组成物质。

在2005年,跟着NASA的深度撞击号任务依照预期撞在坦普尔1号彗星上,斯皮策千里镜阐发了被激起的尘埃,提供了一系列可能在前期太阳系就已经存在的物质。更紧张的是,斯皮策太空千里镜还发清楚明了一个之前没有被咱们探测到的土星环,重要构成物是一些无法被可见光探测器找到的稀疏尘埃物质。

在这张来自NASA斯皮策太空千里镜的图片中,坐落M81系相近绚丽的旋臂被加亮了。这个星系坐落于大年夜熊星座北部,距离地球大年夜概1200万光年。/ NASA/JPL-Caltech

其余,一些光的红外波段可以穿透尘埃而可见光不能,这一特征让斯皮策太空千里镜戳穿那些不透明区域的秘密成为可能。

“当你料理斯皮策太空千里镜终其平生所做的供献时,不管是在太阳系内勘探还没有加长版豪华轿车大年夜的小行星,仍是去懂得咱们已知的间隔咱们最悠远的星系,你会发明这统统是多么的弗成思议” 斯皮策太空千里镜项目科学家Michael Werner说道。

为了可以深化他们的科学洞察力,斯皮策太空千里镜的科学家们赓续地把他们的发明和其他天文台的发明进行合并,这此中就包孕大年夜型轨道天文台规划的其他两位成员,哈勃天文千里镜和钱德拉X射线天文台。

这张来自NASA斯皮策太空千里镜的图片展示了成百上千的恒星聚簇在咱们银河系的漩涡中间。在这张图片中,迂腐的和酷寒的恒星是蓝色的,尘土特性则被炎热点亮,大年夜量呈现的恒星都是血色的色调。/ NASA/JPL-Caltech

/ 其他天下

斯皮策太空千里镜伟大年夜的科学发明中,还包括那些和地生手星有关的发明,只管这并不是这个项目开始科学目的的一部分。该团队应用了一种被称为凌星法的技能,即查询造访当行星从恒星前面颠末期恒星光的削弱来证明切实着实有两个地球大年夜小的行星在TRAPPIST-1体系中存在。然后斯皮策太空千里镜在同一体系中发清楚明了五颗地球大年夜小的行星,并且为它们的密度提供了紧张信息。总的来说,这是今朝为止在一颗恒星周围发明的最大年夜一批类地行星。

作为榜首批用于辨别直接来自系外星系毫光的天文台成员之一,斯皮策太空千里镜使用同样的才能完成了另一项“榜首”:探测系生手星大年夜气的分子。(早年的研讨已经注解在系生手星大年夜气中有合营的化学因素。)并且它也提供了榜首个在系生手星大年夜气层中的温度变更和风的丈量数据。

“在筹划斯皮策太空千里镜的时分,科学家还没有发明一个凌星系生手星,之后截止到斯皮策太空千里镜发射,咱们所知道的也寥寥无几,”加州理工学院红外数据处置惩罚剖析中间,斯皮策科学中间的主管Sean Carey说道。“ 斯皮策太空千里镜成为如斯强壮的系生手星探测器械是一件很有含义的现实,尤其是有一些事情是在开始的规划中没有筹备的。咱们切实着实创造了很多让咱们大年夜吃一惊的结果”

这张来自NASA斯皮策太空千里镜的蛇夫座暗星云动态图片中,更生恒星从更生尘层中悄然默默向外窥测。它被天文学家称为蛇夫座ρ暗星云,是距离咱们近来的恒星发源地之一,大年夜约只要407光年。/ NASA/JPL-Caltech

/ 维持低温

斯皮策太空千里镜最主要的上风之一是它的敏感性——也便是说,它能够探测到一些异常弱小的红外线来历。地球是主要的红外辐射泉源,以是想要去看到来自地表弱小的红外来历无异于太阳当空时去查询造访星星。这便是为什么斯皮策太空千里镜的筹划者把他筹划为第一个在地球拖尾轨道上的天体物理学天文台:阔别我们星球的热源,斯皮策太空千里镜的探测器也就不必要去敷衍我们星球本身的红外辐射。

不合的红外波长可以揭示天下不合的特点。一些地表千里镜可以不雅测到特定的红光波长并且可以提供一些有代价的科学看法,可是斯皮策太空千里镜能完成远超地上大年夜型千里镜的敏感度,它能看到更微弱的光源,比方极度远的迢遥星系。更紧张的是,它被设计用于勘探被地球大年夜气隐瞒住的红光波长,并且对那些不能到达地球外面的波上进行可视化陪衬处置惩罚。

红外光是什么?咱们是如何使用它来钻研天下的呢?红外辐射,或叫红外光,是一种能量形式。咱们人类不能看到然则咱们能够以热的形式感想熏染到。天下中的所有物体都邑发射出必定程度的红外辐射,无论是热照样冷。制造一个像NASA的斯皮策太空千里镜一样的红外千里镜对付咱们探测一些或许弗成见的物体是很有用的。

航天器也能够孕育发生红外热量,以是斯皮策太空千里镜要坚持足够的低温,在低于6.15K(-267摄氏度)情况中运行。在2009年,斯皮策太空千里镜耗尽了它的氦冷却剂,标志着它的“冷任务”的停止。可是因为斯皮策太空千里镜距离地球有很远的距离,它仍在29.15K(-244摄氏度)情况中运行——并且团队成员发明他们依旧可以继承察看两个红外波长。斯皮策太空千里镜的“暖任务”继承了十年多,险些是它所履行的“冷任务”的两倍长。

最初的任务计划并没有等候斯皮策太空千里镜能够运行逾越16年。这个延长的寿数匆匆成了其余一些具有深远含义的科学成果,可是一路也带来了应战,由于飞行器飘得更远了。

“让斯皮策太空千里镜阔别地球运转并不在规划中,以是团队不得不经由过程年复一年的调剂来确保飞行器运转,” 斯皮策太空千里镜项目经理Joseph Hunt说道。“然则我感觉战胜这个寻衅能够给人一种在义务中的自满感。任务与你同在。”

2020年1月30号,斯皮策太空千里镜正式退役并竣事科学举动。2016年,NASA计划在2018年继任者詹姆斯·韦伯太空千里镜发射升空之前,关闭斯皮策太空千里镜任务。詹姆斯·韦伯太空千里镜也将展开红外天文学任务。然则詹姆斯·韦伯太空千里镜的发射被推迟了,也就有了斯皮策太空千里镜的第五次同时也是着末一次延期。此次任务延期给了斯皮策太空千里镜额外的光阴,去继承供献包括韦伯千里镜的领航任务在内的厘革型科学内容。

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