以我之眼,观此寰宇。 文 | 付静 在未知迷雾里探索了 16 余年的“行星猎人”,留下了最后一张作品。 当地时间 2020 年 3 月 17 日,美国国家航空航天局(NASA)公布了斯皮策太空望远镜(Spitzer Space Telescope,SST)在退役前捕获到的最后一张镶嵌图。 作为 NASA 发射的四大太空望远镜之一,斯皮策太空望远镜于 2003 年 8 月 25 日发射,2020 年 1 月 25 日最后拍到了加州星云(California Nebula)图像,最终于 2020 年 1 月 30 日正式退役。 加州星云:最好的致敬 实际上,宇宙中除了行星、彗星以外的几乎所有延展型天体都属于星云(Nebula),由气体和尘埃组成。根据发光性质,星云可划分为发光气体云、发射星云、反射星云及暗星云。 其中,「发射星云」(Emission nebula)其实可以简单理解为由星际气体组成的、会发光的云。发射星云附近的恒星发出的紫外线会电离星云内的氢气(HⅡ regions)等,令其发光——星云的颜色取决于具体的化学组成和被游离的量,由于在星际间的气体绝大部分都是只要较低能量就能游离的氢,所以不少发射星云都呈红色。如果有更高的能量电离其他元素,那么绿色、蓝色都可能出现。 而斯皮策太空望远镜最后捕获到的「加州星云」便是一种发射星云。 长约 100 光年的加州星云因与美国加州的外观相似而得名,又名 NGC 1499,和太阳一样位于银河系猎户臂内,二者相距 1500 光年。 据此前曾拍摄到的图像(如上图)显示,加州星云带有明显的红色光芒,这是氢原子被电离掉一个电子之后,又再次“失而复得”,从而辐射出来的光。 而在斯皮策太空望远镜拍摄到的加州星云图像中,两侧的红色和蓝色带代表两种不同波长的光,而灰色区域显示了两种波长。 值得一提的是,斯皮策太空望远镜共同隶属于美国宇航局和加州理工学院,主要由加州理工学院斯皮策科学中心管理运营,其数据存档在加州理工学院 IPAC 的红外科学档案馆,因此,其职业生涯中捕获到的最后一张加州星云图,无疑是对其团队的最好致敬。 斯皮策:与众不同的红外天眼 斯皮策太空望远镜,以太空望远镜概念的提出者、可控核聚变设备仿星器(stellarator)发明者、美国天文学家、理论物理学家莱曼·斯皮策(Lyman Spitzer, Jr.)的名字命名。 但实际上,莱曼·斯皮策的名字却常常与 NASA 的另一架望远镜哈勃空间望远镜(Hubble Space Telescope,HST)同时出现在大众视野,一生以以空间望远镜为事业的莱曼·斯皮策甚至被称为“哈勃望远镜之父”:
雷锋网了解到,不断刷新人类对宇宙的认知的,除了大名鼎鼎的哈勃空间望远镜,NASA 发射的斯皮策太空望远镜、康普顿太空望远镜和钱德拉 X 射线太空望远镜也同样功不可没,他们甚至被称为太空望远镜中的“四大天王”。 其中,斯皮策太空望远镜的与众不同,也许从出场方式开始就有所显现:
值得一提的是,其运行轨道非常独特,始终位于地球背面,与地球保持同样的角速度绕太阳旋转。这一巧妙的设计使得该望远镜免受太阳直射,相当于为望远镜提供了一个天然冷却源,从而少携带一些液氦,不仅减轻了自重,也节省了成本。 此外,斯皮策太空望远镜总长约 4.45 米,重量为 950 千克,主镜口径 85 厘米,包括 3 台观测仪器:
根据上述配置不难看出,斯皮策空间望远镜的最大特点便是「红外观测」。 实际上,向太空发射红外观测望远镜,对进一步了解银河系核心、恒星演化、系外行星等意义非凡。 一方面,不少天体(如暗星云、星际尘埃、褐矮星、红移星系)不能发出可见光、只能发出红外线光谱,只能靠红外天文观测;另一方面,由于星际尘埃、气体等对可见光的阻挡,地球上无法直接观测到银河系中心区域。 斯皮策退役背后 原本计划执行至少 2.5 年主要任务的斯皮策太空望远镜,最终运行时间远远超出了其设计寿命。 由此可见,NASA 宣布斯皮策太空望远镜退役,其实也在情理之中。 据悉,2009 年 5 月 15 日,斯皮策望远镜自带的冷却剂耗尽,远红外波段观测因此停止。这是由于,只有在温度低于零下 268°C(5.5K)时,远红外观测效果才最佳。 面对这一问题,NASA 和加州理工学院团队实际上也无可奈何——斯皮策望远镜处于一个环日轨道上,由地球引力牵引,以每年 0.1 个天文单位(1500 万公里)的速度远离地球,好在其红外阵列相机的 4 个摄像头中还剩 2 个可以准确捕获图像并精准传回。 实际上,NASA 也曾官方回应过斯皮策太空望远镜退役的原因:
不过,虽然斯皮策太空望远镜的使命结束了,但它为预计于 2021 年 3 月发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜的观测任务打下了坚实的基础。 斯皮策宇宙时代:宏大而又绚丽 相比于哈勃望远镜,斯皮策太空望远镜虽默默无闻,但作为人类送入太空的最大红外望远镜、大型轨道天文台计划的最后一台空间望远镜,的确也是硕果累累。 最后,让我们来欣赏一组「斯皮策时代」那些撼动人心的作品。 银河系中最大的超新星遗迹之一。 “宇宙巨眼”螺旋星云。 第一次直接观测到系外行星。 探测到了最远的行星,距离地球约 13000 光年。 距离土星约 600 万千米的土星环。 首次在一颗濒临死亡的恒星周围,发现了巴基球。 首次识别了系外行星大气分子成分。 迄今两个最遥远的超大质量黑洞,距离我们约 130 亿光年。 引用来源: [1]https://www./news/nasa-spitzer-telescope-gives-us-one-final-ethereal-nebula-image/ [2]https://www./pictures/nasa-spitzer-telescope-celebrates-16-years-of-astounding-images/ [3]https://www.jpl./news/news.php?release=2020-073 [4]https://www./feature/jpl/how-nasas-spitzer-has-stayed-alive-for-so-long [5]https://zhuanlan.zhihu.com/p/42938474 [6]https://mp.weixin.qq.com/s/kh1HlfYKHjJWry1hJdy0Ng |
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