斯皮策望远镜:以我之眼,观此寰宇

  • 日期:08-28
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自然自然研究

作者迈克尔罗恩 - 罗宾逊评论了一本关于美国宇航局斯皮策望远镜任务的书,他认为这本书非常令人兴奋,但还不够全面。

红外天文学揭示了一个动态的宇宙。通过红外辐射(电磁辐射长于可见光的波长),天文学家可以研究星际气体和它们之间散布的尘埃粒子,恒星的诞生和死亡,行星的形成,以及大量新的出现星系碰撞中的恒星。自1800年以来,当William Herschel使用温度计发现超出可见光谱红端的红外辐射时,该领域已经发展。到二十世纪中叶和晚期,它已经从绿叶观测到空中观测到最终空间望远镜观测。

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在《天外有天》中,Michael Werner和Peter Eisenhardt专注于2003年发射的斯皮策太空望远镜,因为他们已经为他们工作了几十年。他们毫不掩饰地称赞了望远镜任务的成就,例如在外太阳系中成像矮行星并探测宇宙中最遥远的星系。

斯皮策太空望远镜以美国天体物理学家莱曼斯皮策(Lyman Spitzer,1914-1997)命名,是一种直径85厘米的望远镜,能够在空间内被动冷却到26度以上的绝对零度。 (26开尔文);液氦低温恒温器进一步冷却了三台仪器红外阵列摄像机,多波段成像光度计和红外光谱仪就可以达到1.2开尔文。斯皮策望远镜处于地球不寻常的轨道上。它被地球的引力拉动,慢慢地从地球上移开。现在距离地球轨道另一端的距离约为三分之二。

斯皮策望远镜是在1983年至2009年间首次亮相的六架红外望远镜之一。(我很幸运能够参与其中五架望远镜的操作,一些作为整个任务的成员或其中一个的科学团队参与其中。有些作为主要调查项目的主要或共同负责人。)第一个是红外天文卫星(IRAS,红外天文卫星),于1983年发射,是美国,荷兰和美国的联合项目。王国。随后是欧洲航天局(ESA)的红外空间观测台(1995年),日本(Akari,2006年)和欧空局的赫歇尔空间观测站(Herschel Space Observatory,2009)。和NASA的宽场红外测距仪(WISE,Wide-field Infrared Survey Explorer,2009)。

在某些方面,斯皮策望远镜是最引人注目的。正如Werner和Eisenhardt写的那样,人们花了32年的时间将其发送到发射台。最初的提议(1971年)是用它作为航天飞机任务,在开创性自由飞行任务IRAS前五年,之后斯皮策望远镜项目经历了一次基金削减,项目取消和内容压缩的不幸体验。然而,包括作者在内的科学团队并没有忘记最初的意图,坚持不懈,并使项目富有成效。也许是因为乔治里克在2006年出版的书“《最后的大天文台》(最后的大天文台)”中生动地描述了斯皮策望远镜的曲折,Werner和Eerenhardt只将其记录在附录中。结果,他们也失去了分享一些鼓舞人心的故事的机会。

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斯皮策望远镜的第二个不同寻常之处在于,它在2009年完成其名义任务后开始了“额外任务”,并且冷却剂已经耗尽。尽管其上的大部分乐器已不再可用,但红外阵列相机中的两个最短波长相机仍可以26开尔文运行。它们现在仍在运行。

《天外有天》书中提到的斯皮策望远镜让我看到了这个额外十年的成就。最引人注目的是系外行星,外太阳系,以及围绕恒星运行的圆盘状尘埃和碎片带(类似于太阳系的柯伊伯带)。 IRAS于1983年首次在其他恒星周围探测到类似圆盘的结构,但斯皮策望远镜极大地扩展了我们对它与行星形成之间关系的理解。到目前为止,已经发现了140多个类似于冥王星的柯伊伯带天体,其中45个是斯皮策望远镜贡献的。

这些主题,以及外太阳系和彗星的章节,是本书最原始的部分;所涉及的大多数材料都相对较新。从2014年到2017年的重点包括近地小行星的成像和质量测定,以及通过测量其重力如何影响来自背景恒星的光来探测系外行星。 Werner和Eisenhardt还深入探讨了银河系中红外线和附近的麦哲伦云的见解。在红外波段中无数星系的无聊章节之后,作者讨论了类星体和活动星系核的历史,星系团,恒星形成以及斯皮策望远镜在估计最遥远星系红移方面的作用。这种尺寸的望远镜是一项了不起的成就。

Werner和Eisenhardt还提到美国宇航局如何利用斯皮策望远镜的大部分第一年观测资料,为六个大型项目留下了长期的科学遗产。这些项目涵盖了广泛的科学目标。例如,GLIMPSE是一个观察银河系的项目,而SWIRE,COSMOS和GOODS则在不同程度上探测到银河系的外部世界。在我看来,这些项目激发了使命的运作:最终,NASA批准了30多个科学遗产项目。然而,这本书几乎没有系统地阐述这些项目。

这本书的标题借鉴了哈姆雷特在莎士比亚的宣言《哈姆雷特》:“世界是伟大的,赫瑞,比你梦想的更多。(在天堂和地球上有更多的东西,霍雷肖,/在你的哲学中梦想成真。 “在书外,有很多关于红外天文学的故事。其他太空任务和基金会项目的贡献往往指日可待。对我来说,我实际上希望看到更多的理论工作来解释斯必泽望远镜的结果。对于普通读者来说,书中的许多科学图表可能令人困惑。

然而,斯必泽望远镜及其成功应该得到详细和权威的描述,这就是本书所做的《天外有天》。 Eisenhardt也是2009年12月推出的WISE任务科学团队的成员。相比之下,Werner将他的整个科学事业投入到斯皮策望远镜项目中,这将是他生命中的荣耀。

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