Do kosmu se vydal až jako poslední ze série takzvaných Velkých observatoří, ale zato v opravdu velkém stylu – nechal za sebou všechny své konkurenty a stal se největším infračerveným teleskopem v historii. Ano, řeč není o ničem jiném, než o Spitzerově vesmírném dalekohledu, který před pár dny oslavil úctyhodných deset let ve vesmíru. Dnešní článek by měl tohle období zrekapitulovat a také připomenout největší objevy, kterých jsme se díky tomuto teleskopu dočkali.
Spitzer, původně označovaný jako SIRTF (Space Infrared Telescope Facility) startoval 25. sprna 2003 na špičce rakety Delta II z mysu Canaveral. Sami asi uznáte, že původní název se příliš dobře nevyslovuje a proto se dalekohled brzy dočkal přejmenování. Nový název vycházel ze jména Lymana Spitzera, amerického fyzika, který ve svém díle z roku 1946 jako první navrhnul umísťovat vědecké teleskopy mimo povrch Země, tedy na oběžnou dráhu.
Zdroj: http://upload.wikimedia.org/
Samotný dalekohled váží 960 kilogramu a jedná se o systém Ritchey-Chrétien, přičemž zrcadlo s průměrem 85 centimetrů disponuje ohniskovou vzdáleností 10,2 metru. Spitzerův teleskop přišel s mnoha technologickými novinkami, které se postupem času osvědčily a staly se se z nich standardy. Jedním z nich je systém chlazení. Jelikož infračervené teleskopy potřebují chladit své snímače až blízko k absolutní nule, bylo vždycky potřeba velké množství chladícího média. Starší design (tzv. cold system) vždy doslova obaloval celý teleskop chladícím zařízením se spoustou tekutého helia. Konstruktéři Spitzera ale k problému přistoupili jinak – dalekohled poslali na takovou oběžnou dráhu, aby se mohl chladit sám, tedy pasivně. Citlivé detektory, které potřebují výraznější chlazení pak obsloužilo helium. Tento systém, označovaný jako „warm system“ má oproti svému předchůdci mnoho výhod. Ostatně se stačí podívat na přiloženou infografiku, která mluví jasně. Všechny nové infrateleskopy, včetně dalekohledu Jamese Webba, už plánují warm system.
Druhým novým způsobem, se kterým přišli konstruktéři Spitzerova dalekohledu je sběr dat. Ta se bezeztrátově ukládají do 8 Gb palubní paměti. Sběr dat může probíhat prakticky nepřetržitě, jen se minimálně jednou za den musí dočasně přerušit – to když se sonda natočí nepohyblivou anténou k Zemi, aby „přesypala“ data přes síť Deep Space Network do řídícího střediska. Díky tomuto systému nazývanému „store and dump“ (shromáždi a vyhoď) mohl teleskop provést o 100 000 pozorování více, než pokud by se používal starý systém posílání.
Spitzerův teleskop se za velkou péči, která mu byla věnována při vývoji všem odměnil. Výpis všech jeho objevů by vydal na celý seriál, přesto můžeme vybrat několik nejvýznamnějších úspěchů. První super-objev přišel už v říjnu roku 2003, tedy v době, kdy se ještě kalibrovaly všechny snímače. Na zkušebním snímku z oblasti souhvězdí Draka se podařilo objevit kvasar, který zářil v infračerveném spektru. Další výzkumy po odfiltrování světla ze známých hvězd ukázaly, že se původce světla zformoval zhruba 100 milionů let po Velkém třesku a v důsledku rozpínání vesmíru je ovlivněný výrazným rudým posuvem. Jednalo se o nejstarší zaznamenané světlo. Bylo jasné, že pokud Spitzer dokázal takovýhle objev v rámci kalibrace svých senzorů, tak že hlavní mise překoná veškerá očekávání. A bylo tomu tak.
Zdroj: http://upload.wikimedia.org/
63 světelných let od Země obíhá exoplaneta HD 189733 b. Spitzer si na ni posvítil a dokázal vytvořit tepelnou mapu její atmosféry! Tato exoplaneta sice patří mezi horké Jupitery a je tedy opravdu hodně velká, přesto je fascinující vidět rozložení teplot v horních vrstvách její atmosféry. Tento plynný obr oběhne svou hvězdu jednou za 2,2 dne a díky vázané rotaci jí nastavuje stále jednu tvář. Teploty na přivrácené straně stoupají až k 930°C. Ale ani odvrácená strana nenabízí přívětivé podmínky – tady panuje žár 650°C. Rozdíly teplot na planetě nejsou výrazné vlivem větrů o rychlosti 9700 km/h, které stírají rozdíly. Tohle všechno známe právě díky Spitzerovu vesmírnému dalekohledu, který kromě jiného pomohl i s určením složení atmosféry. Na to, že je tahle exoplaneta od nás vzdálená nějakých 596 bilionů kilometrů je to docela slušný výkon, nemyslíte?
Dalším významným objevem bylo nalezení tzv. Baby boom galaxy, vzdáleného místa ve vesmíru, které se příznačně nazývá vesmírná porodnice – za jediný rok tu vzniklo na 4000 nových hvězd! Pokud by produkce nových hvězd pokračovala tímto tempem stala by se z této oblasti do 50 milionů let největší známá galaxie. A mimochodem, pokud vás zajímá, co si představit pod pojmem „vzdálené místo ve vesmíru“, pak vězte, že se bavíme o vzdálenosti 12,3 miliardy světelných let.
Velkých objevů by se samozřejmě dalo vyjmenovat mnohem víc, třeba hledání nanodiamantů 25 000x menších než zrnko písku, objevení největšího saturnova prstence, který je vidět jen v infraspektru, nalezení fullerenů v kosmu, nebo vytvoření přesného modelu naší Galaxie včetně podoby jejích ramen. Nejvíce ale každého upoutají krásné fotografie, ve kterých vyniká krása infračervené astronomie a které zároveň nejlépe ukazují jak široký záběr tenhle dalekohled má.
Zdroj: http://www.nasa.gov/
Zdroj: http://upload.wikimedia.org/
Zdroj: http://upload.wikimedia.org/
Zdroj: http://www.spitzer.caltech.edu/
Lyman Spitzer by měl jistě ze svého jmenovce velkou radost. Popřejme tedy oslavenci hodně sil do dalších let. Bude je potřebovat. Vždyť původní odhady hovořily o tom, že má fungovat dva a půl roku, později se mluvilo o pěti letech. V roce 2009 se vypotřebovaly i poslední zbytky chladícího média, ale pro teleskop to neznamenalo konec jeho bohaté mise. Za to vděčí právě použitému warm systému, díky jehož pasivnímu chlazení může fungovat i nadále. Nyní se jeho konec odhaduje na rok 2014. Nechme se tedy překvapit, co nám ještě Spitzer přinese za objevy. Jeho dosavadní kariéra ukázala, že žádný cíl není pro tenhle teleskop nedosažitelný.
Zdroje informací:
http://www.nasa.gov/
http://forum.kosmonautix.cz/
http://cs.wikipedia.org/
Zdroje obrázků:
http://www.aerospaceguide.net/telescope/spitzer.jpg
http://upload.wikimedia.org/…/Cryo_architecture_of_SIRTF_-_czech2.PNG
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/df/HD_189733b_map_final_02-cs.JPG
http://www.nasa.gov/sites/default/files/pia09178_0.jpg?itok=zOdb1X1L
http://upload.wikimedia.org/…/1280px-Andromeda_galaxy_Ssc2005-20a1.jpg
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7a/Trifid_3.6_8.0_24_microns_spitzer.png
http://www.spitzer.caltech.edu/uploaded_files/images/0009/4278/sig12-014_Med.jpg
Dobry den preji, chtel jsem se zeptat, zda u dalekohledu Herschel, jehoz mise byla nedavno prohlasena za ukoncenou z duvodu vypotrebovani chladiva, nebylo take mozno pouzit principu pasivniho chlazeni pro pozorovani v kratsich vlnovych delkach, tak jako u Spitzerova dalekohledu? Dekuji moc!
Dobrý den, dá se očekávat, že by tento princip mohl fungovat. Vždy se ale jedná o konkrétní konstrukci detektorů, sílu tepelného stínění různých komponent a dalších detailech, do kterých bohužel nevidím. Každopádně je ale jasné, že pokud by to šlo, tak toho ESA využije. Jelikož se ale žádné informace o „znovuzrození“ neobjevují, dá se očekávat, že tomu brání nějaké technické nesrovnalosti.
Osobně bych řekl, že jde o vlnové délky na kterých ten který teleskop pracuje. Čím delší vlnové délky tím méně energie nesou a tím je větší nutnost chlazení detektorů, aby jejich přirozený šum byl co nejnižší a nerušil už z principu věci velmi slabý signál.
Když se podíváme na rozsahy vlnových délek třeba Spitzera tak zjistíme, že pracuje v pásmech jednotek µm (camera IRAC), desítek µm (camera IRS) jen camera MIPS pracuje až na 160 µm. Bez chadicího média Spitzer pracuje jen v pásmech 3,6 a 4,5 µm.
Podobně Wise pracuje v pásmech 3,4, 4,6, 12 a 22 µm, při čemž bez chlazení funguje pouze v pásmech 3,4 a 4,6 µm.
Herschel pracoval většinou v pásmech stovek µm. Konkrétně camery HIFI a SPIRE až přes 600 µm. Jen camera PACS pracovala na 55-210 µm. Evidentně je i oněch 55 µm na nechlazené detektory příliš. ESA patrně vytvořila misi pracující převážně velmi hluboko ve vzdáleném infračerveném pásmu, ovšem za tu cenu, že bez chlazení bude mise zcela bezcenná. Jinak to zatím nejde a asi dlouho, pokud vůbec kdy, nepůjde.
Je to jen má spekulace, ale snažil jsem se držet při zemi. Snad je má odpověď seriozní.