Das Spitzer-Weltraumteleskop der NASA hat das Ende seines Lebens erreicht. Seine Mission war es, Objekte im Infrarot zu untersuchen, und das hat sie seit ihrem Start im Jahr 2003 übertroffen. Aber jede Mission hat ein Ende und am 30. Januar 2020 wurde Spitzer geschlossen.
"Seine immensen Auswirkungen auf die Wissenschaft werden sicherlich weit über das Ende ihrer Mission hinausgehen."
NASA Associate Administrator Thomas Zurbuchen
Denker haben sich schrecklich lange mit der Natur des Lichts auseinandergesetzt. Zurück im antiken Griechenland wunderte sich Aristoteles über Licht und sagte: „Die Essenz des Lichts ist weißes Licht. Farben bestehen aus einer Mischung aus Helligkeit und Dunkelheit. “ Das war das Ausmaß unseres damaligen Verständnisses von Licht.
Isaac Newton wunderte sich auch über Licht und sagte: "Licht besteht aus farbigen Teilchen." Im frühen 19. Jahrhundert lieferte der englische Physiker Thomas Young Beweise dafür, dass sich Licht wie eine Welle verhält. Dann kamen Maxwell, Einstein und andere, die alle tief über Licht nachdachten. Es war Maxwell, der herausfand, dass Licht selbst eine elektromagnetische Welle ist.
Aber es war der Astronom William Herschel, bekannt als Entdecker des Uranus, der die Infrarotstrahlung entdeckte. Er war auch Pionier auf dem Gebiet der astronomischen Spektrophotometrie. Herschel benutzte ein Prisma, um Licht zu spalten, und entdeckte mit einem Thermometer unsichtbares Licht, das die Dinge aufheizte.
Schließlich fanden Wissenschaftler heraus, dass die Hälfte des Sonnenlichts Infrarotlicht ist. Es wurde klar, dass wir, um den Kosmos um uns herum zu verstehen, Infrarotlicht verstehen müssen und was es uns über die Objekte aussagen kann, die es emittieren.
So wurde die Infrarotastronomie geboren. Alle Objekte senden einen gewissen Grad an Infrarotstrahlung aus, und in den 1830er Jahren begann das Gebiet der Infrarotastronomie. Zunächst wurden jedoch keine großen Fortschritte erzielt.
Zumindest erst im frühen 20. Jahrhundert. Dann wurden Objekte im Raum ausschließlich durch Beobachtung im Infrarot entdeckt. Dann begann die Radioastronomie in den 1950er und 1960er Jahren, und die Astronomen erkannten, dass es viel zu lernen gab über das Universum, außerhalb dessen, was sichtbares Licht uns sagen kann.
Die Infrarotastronomie ist mächtig, weil sie es uns ermöglicht, durch Gas und Staub in Orte wie den Kern der Milchstraße zu sehen. Das Beobachten im Infrarot ist jedoch für bodengestützte Einrichtungen schwierig. Die Erdatmosphäre stört. Infrarot-Bodenbeobachtungen bedeuten lange Expositionszeiten und die Konkurrenz mit der Wärme, die von allem abgegeben wird, einschließlich des Teleskops selbst. Ein Orbitalobservatorium war die Lösung, und zwei wurden gestartet: das Infrarot-Astronomische Satellit (IRAS) und das Infrarot-Weltraumobservatorium (ISO).
1983 starteten Großbritannien, die USA und die Niederlande IRAS, den Infrarot-Astronomischen Satelliten. Es war das erste Infrarot-Weltraumteleskop, und obwohl es ein Erfolg war, dauerte seine Mission nur 10 Monate. Infrarot-Teleskope müssen gekühlt werden, der Kühlmittelvorrat eines IRAS ist nach 10 Monaten aufgebraucht.
IRAS war eine erfolgreiche, wenn auch kurzlebige Mission, und die Astronomie erkannte, dass ohne ein spezielles Infrarotobservatorium die Bemühungen, das Universum zu verstehen, behindert würden. IRAS untersuchte fast vier Mal fast den gesamten Himmel (96%). IRAS gab uns unter anderem unser erstes Bild des Kerns der Milchstraße.
Dann startete die ESA 1995 das ISO (Infrared Space Observatory), das drei Jahre dauerte. Eine seiner Errungenschaften war die Bestimmung der chemischen Komponenten in der Atmosphäre einiger Planeten des Sonnensystems. Es wurden unter anderem auch mehrere protoplanetare Scheiben gefunden.
Es bestand jedoch Bedarf an mehr Infrarotastronomie, und die NASA hatte ein ehrgeiziges Projekt im Sinn: das Programm der Great Observatories. Im Rahmen des Great Observatories-Programms wurden zwischen 1990 und 2003 vier separate Weltraumteleskope gestartet:
- Das Hubble-Weltraumteleskop (HST) wurde 1990 auf den Markt gebracht und beobachtet hauptsächlich bei optischem Licht und nahezu ultraviolettem Licht.
- Das Compton Gamma-Ray Observatory (CGRO) wurde 1991 ins Leben gerufen und beobachtete hauptsächlich Gammastrahlen und einige Röntgenstrahlen. Ihre Mission endete im Jahr 2000.
- Das Chandra X-Ray Observatory (CXO) beobachtet hauptsächlich weiche S-Strahlen und seine Mission ist noch nicht abgeschlossen.
- Das Spitzer-Weltraumteleskop.
Zusammen beobachteten sie über einen weiten Bereich des elektromagnetischen Spektrums. Die Weltraumteleskope waren synergistisch und beobachteten oft dieselben Ziele, um ein vollständiges energetisches Porträt von Objekten von Interesse aufzunehmen. (Es gibt kein Radioastronomie-Weltraumteleskop, da Radiowellen leicht von der Erdoberfläche aus beobachtet werden können. Und Radioteleskope sind massiv.)
Die Spitzer wurde am 25. August 2003 mit einer Delta II-Rakete von Cape Canaveral aus gestartet. Es wurde in eine heliozentrische, erdverfolgende Umlaufbahn gebracht.
Die ersten Bilder, die Spitzer aufgenommen hat, wurden entwickelt, um die Fähigkeiten des Teleskops zu demonstrieren. Sie sind atemberaubend.
"Spitzer hat uns völlig neue Aspekte des Kosmos beigebracht und uns viele Schritte weiter gebracht, um zu verstehen, wie das Universum funktioniert, Fragen zu unserer Herkunft zu beantworten und ob wir allein sind oder nicht", sagte Thomas Zurbuchen, stellvertretender Administrator der NASA-Wissenschaftsmission Direktion in Washington. „Dieses große Observatorium hat auch einige wichtige und neue Fragen und verlockende Objekte für weitere Studien identifiziert und einen Weg für zukünftige Untersuchungen aufgezeigt. Die immensen Auswirkungen auf die Wissenschaft werden sicherlich weit über das Ende ihrer Mission hinausgehen. “
Es ist unmöglich, alle von Spitzer geleisteten Arbeiten aufzulisten. Aber eine Reihe von Dingen fallen auf.
Spitzer half dabei, zusätzliche Exoplaneten rund um das TRAPPIST-1-System zu entdecken. Nachdem ein Team belgischer Astronomen die ersten drei Planeten im System entdeckt hatte, identifizierten Spitzer und andere Einrichtungen vier weitere Exoplaneten. Spitzer war es auch gewohnt
Das Spitzer-Weltraumteleskop war auch das erste Teleskop, das die Atmosphäre von Exoplaneten untersuchte und charakterisierte. Spitzer erhielt die detaillierten Daten, Spektren genannt, für zwei verschiedene Gasexoplaneten. Diese sogenannten „heißen Jupiter“, HD 209458b und HD 189733b genannt, bestehen aus Gas, kreisen aber viel näher an ihren Sonnen. Astronomen, die mit Spitzer arbeiteten, waren bei diesen Ergebnissen überraschend.
"Das ist eine erstaunliche Überraschung", sagte der Spitzer-Projektwissenschaftler Dr. Michael Werner damals. "Wir hatten bei der Entwicklung von Spitzer keine Ahnung, dass dies einen so dramatischen Schritt bei der Charakterisierung von Exoplaneten bedeuten würde."
Spitzers Infrarotfähigkeiten ermöglichten es ihm, die Entwicklung von Galaxien zu untersuchen. Es hat uns auch gezeigt, dass das, was wir für eine einzelne Galaxie hielten, tatsächlich zwei Galaxien sind.
Hoffentlich wird Spitzers Nachfolger, das James Webb Space Telescope (JWST), bald auf den Markt kommen. Spitzers Mission wurde verlängert, als der Start der JWST verschoben wurde, aber sie konnte nicht auf unbestimmte Zeit verlängert werden. Leider ist die NASA für eine Weile ohne Infrarot-Weltraumteleskop.
"Wir hinterlassen ein starkes wissenschaftliches und technologisches Erbe."
Spitzer Projektleiter Joseph Hunt
Der JWST wird dort weitermachen, wo Spitzer aufgehört hat, aber natürlich ist er viel leistungsfähiger als der Spitzer. Der Spitzer war vielleicht der erste, der die Atmosphäre eines Exoplaneten charakterisierte, aber der JWST wird dies auf die nächste Stufe heben. Eines der Hauptziele des JWST ist es, die Zusammensetzung der Exoplanetenatmosphäre im Detail zu untersuchen und nach den Bausteinen des Lebens zu suchen.
"Jeder, der an dieser Mission gearbeitet hat, sollte heute äußerst stolz sein", sagte Spitzer-Projektmanager Joseph Hunt. „Es gibt buchstäblich Hunderte von Menschen, die direkt zum Erfolg von Spitzer beigetragen haben, und Tausende, die seine wissenschaftlichen Fähigkeiten genutzt haben, um das Universum zu erkunden. Wir hinterlassen ein starkes wissenschaftliches und technologisches Erbe. “
Die NASA hat eine umfassende Galerie mit Spitzer-Bildern auf der Spitzer-Website. Ein kurzer Überblick über diese Website verdeutlicht den Beitrag des Weltraumteleskops zur Astronomie.
Mehr:
- Pressemitteilung: Das Spitzer-Weltraumteleskop der NASA beendet die Mission der astronomischen Entdeckung
- NASA / JPL: Das Spitzer-Weltraumteleskop
- Space Magazine: Top 10 wirklich coole Infrarotbilder von Spitzer
