Изучение планетарных тел за пределами Солнечной системы
Способности космического телескопа «Spitzer» раздвигают границы области космической науки и техники. Новая фаза миссии телескопа получила название «Beyond». Продолжительность нового этапа – два с половиной года. Фаза «Beyond» будет направлена на исследование широкого круга вопросов в области астрономии и космологии, а также изучения планетарных тел внутри и за пределами Солнечной системы.
Из-за орбиты и срока эксплуатации «Spitzer» (13 лет) новая миссия поставила целый ряд новых технических задач. Расстояние между обсерваторией и Землей увеличилось с течением времени. Теперь его антенна должна быть направлена на более высоких углах к Солнцу, чтобы отправлять данные на Землю. Это означает, что части космического аппарата будут испытывать все больше и больше тепла. В то же время его солнечные панели будут обращены в сторону от Солнца и получат меньше солнечного света. Чтобы включить этот рискованный режим, команде миссии придется переопределить некоторые автономные системы безопасности.
«Spitzer», который был запущен 25 августа 2003 года, последовательно адаптируется к новым научно-техническим проблемам в ходе всей миссии, и команда ожидает, что он продолжит делать это во время фазы «Beyond», которая начинается 1 октября 2016 года. Обсерватория исследует галактики в ранней Вселенной, черную дыру в центре Млечного Пути и экзопланеты.
«В начале миссии мы даже не рассматривали возможность использования «Spitzer» для изучения экзопланет. Тогда это показалось бы нелепым, но теперь это важная часть его работы», – сказал Шон Кэри из Научного центра Spitzer в Калифорнийском технологическом институте (США).
У «Spitzer» много качеств, которые делают его ценным активом в экзопланетной науке, в том числе чрезвычайно точная система звездной ориентации и способность контролировать нежелательные изменения температуры. Его стабильность и способность наблюдать звезды в течение длительного периода времени привели к первому обнаружению света от известных экзопланет в 2005 году. Совсем недавно его инфракрасный инструмент IRAC стал использоваться для поиска экзопланет методом «транзита», который фиксирует понижение яркости звезды из-за планеты, проходящей перед ней. Это изменение яркости необходимо измерять с ювелирной точностью.
Еще одна техника, которую использует «Spitzer», хотя изначально она также не была предусмотрена, это микролинзирование. Когда звезда проходит перед другой звездой, гравитация первой звезды может выступать в качестве объектива, что делает свет от более далекого светила ярче. Если при этом звезда переднего плана имеет планету, то собственное гравитационное поле экзомира может внести заметный вклад в эффект линзирования. В 2015 году «Spitzer» и польский Оптический Эксперимент по Гравитационному Линзированию (OGLE) были использованы вместе, чтобы найти одну из самых далеких планет, известных за пределами Солнечной системы. Этот тип исследования стал возможным путем увеличения расстояния «Spitzer» от Земли.
Понимание ранней Вселенной – еще одна область, где пришлось поработать «Spitzer». IRAC был предназначен для обнаружения удаленных галактик примерно в 12 миллиардах световых лет от Земли, так далеко, что их свет путешествовал в течение примерно 88% истории Вселенной. Теперь благодаря коллаборации между «Spitzer» и «Hubble» ученые могут заглянуть еще дальше в прошлое. Самая дальняя галактика из когда-либо обнаруженных, GN-Z11, находится на расстоянии примерно 13,4 миллиарда световых лет от Земли, а это означает, что ее свет начал путешествие спустя 400 миллионов лет после Большого взрыва.
Кроме этого «Spitzer» укрепил знания планетологов о Сатурне, обнаружив самое большое кольцо планеты в 2009 году. Большая часть материала в этом кольце, состоящем из льда и пыли, находится в 6 миллионах километров от Сатурна и простирается примерно на 12 миллионов километров от него. Хотя кольцо не отражает достаточное количество видимого света, что делает его трудным для наземного наблюдения, «Spitzer» может обнаружить инфракрасное свечение от пыли.
«Spitzer» был перенастроен в мае 2009 года с его переходом к «теплой миссии» после истощения жидкого гелия. По окончании «холодной миссии» инфракрасный спектрограф и фотометр перестали работать, но две из четырех камер в IRAC остались работоспособны. С тех пор космический аппарат сделал многочисленные открытия, несмотря на более теплые условия.
«Beyond» будет продолжаться до ввода в эксплуатацию космического телескопа «James Webb» в октябре 2018 года. «Spitzer» предстоит идентифицировать цели, которые «James Webb» позже сможет рассмотреть более тщательно.
«Мы очень рады продолжить работу «Spitzer» на фазе «Beyond». Мы ожидаем новых захватывающих открытий, которые будут сделаны в течение следующих двух с половиной лет», – сказала Сюзанн Додд, руководитель проекта Spitzer на базе Лаборатории реактивного движения NASA.
