Телескоп "Спитцер": 15 ярчайших открытий за 15 лет в космосе

За 15 лет работы телескоп совершил немало волнующих открытий.

Иллюстрация NASA/JPL-Caltech/R. Hurt.

Уникальные возможности "Спитцера" помогли составить первую карту перемещения масс газа в атмосфере экзопланеты.

(иллюстрация Mark A. Garlick/University of Warwick).

Область звездообразования Ро Змееносца в инфракрасных лучах. Это один из ближайших к Земле "родильных домов" звёзд.

Иллюстрация Infrared Rho Ophiuchi Complex.

Скопление галактик COSMOS-AzTEC3, удалено от Земли на 12,6 миллиарда световых лет. В своё время это стало рекордным расстоянием.

"Спитцер" помог определить химический состав кометы, в которую врезался космический зонд.

Тусклое внешнее кольцо Сатурна было обнаружено только благодаря инфракрасным наблюдениям.

"Спитцер" первым обнаружил в космосе "углеродные мячики".

(иллюстрация University of Basel).

Обнаруженные "Спитцером" облака пыли могут быть свидетельством множественного столкновения планет.

Иллюстрация ESO/M. Kornmesser.

Орбитальный телескоп проложил дорогу прямому исследованию химического состава экзопланет.

Квазары располагаются на огромных расстояниях от Земли и являются своеобразными маяками, в прямом и переносном смысле освещающими далёкое прошлое Вселенной.

Иллюстрация Robin Dienel, Carnegie Institution for Science.

Влияние гравитации на лучи света (или инфракрасного излучения) позволяет открывать планеты, слишком далёкие для наблюдения любым другим способом.

Иллюстрация NASA's Goddard Space Flight Center/S. Wiessinger.

"Спитцер" впервые напрямую зарегистрировал излучение экзопланеты. До этого подобные миры открывали лишь косвенными методами.

(иллюстрация NASA).

Небольшие астероиды плохо видны в оптическом диапазоне, а вот инфракрасные наблюдения гораздо эффективнее.

Иллюстрация NASA.

На снимках "Спитцера" видны участки Галактики, закрытые облаками пыли и газа.

(фото Hubble, NASA, ESA, Spitzer).

Рекордно далёкие галактики оказались неожиданно большими и зрелыми.

(фото NASA, ESA, P. Oesch).

"Спитцер" более 500 часов наблюдал систему TRAPPIST-1 и позволил многое узнать о ней.

Иллюстрация NASA, ESA, ESO.

25 августа 2018 года исполнилось 15 лет с момента запуска инфракрасной космической обсерватории Spitzer. В связи с этим NASA опубликовало список из 15 самых ярких его открытий. Начнём с самых, если так вообще можно выразиться, простых.

1. Погода вне дома, или первая метеорологическая карта экзопланеты

Уникальные возможности "Спитцера" помогли составить первую карту перемещения масс газа в атмосфере экзопланеты.
(иллюстрация Mark A. Garlick/University of Warwick).

В 2009 году по данным "Спитцера" была составлена первая в мире карта движения атмосферных масс на экзопланете. Речь идёт о мире HD 189733b, расположенном в 63 световых годах от Земли в созвездии Лисички. В частности, на планете были обнаружены ветра, скорость которых в несколько раз превышает скорость звука в этой среде.

К слову, "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) писали о более подробной метеорологической карте той же планеты, составленной в 2015 году с помощью 3,6-метрового наземного телескопа.

2. Откуда берутся дети, или "родильные дома" звёзд

Область звездообразования Ро Змееносца в инфракрасных лучах. Это один из ближайших к Земле "родильных домов" звёзд.

Инфракрасное излучение проникает через облака пыли и газа лучше, чем видимый свет. Поэтому "Спитцер" предоставил беспрецедентные данные об объектах, скрытых за такими облаками. Это, в частности, относится к областям звездообразования, где из межзвёздного газа рождаются новые светила.

Напомним, что с помощью других инструментов в таких областях были обнаружены ингредиенты жизни.

3. Не сегодня собрались, или самоё древнее скопление галактик

Скопление галактик COSMOS-AzTEC3, удалено от Земли на 12,6 миллиарда световых лет. В своё время это стало рекордным расстоянием.

В 2011 году "Спитцер" обнаружил скопление галактик COSMOS-AzTEC3. Этот объект расположен в 12,6 миллиарда световых лет от Земли. Для сравнения: возраст Вселенной: 13,7 миллиарда лет.

Скопление COSMOS-AzTEC3 стало самым далёким (и, соответственно, древним) скоплением галактик, обнаруженным в то время. Оно предоставило астрономам уникальную информацию об образовании "звёздных островов" в ранней Вселенной.

4. Из чего же, из чего же, из чего же, или химический состав кометы

"Спитцер" помог определить химический состав кометы, в которую врезался космический зонд.

В 2005 году космический зонд Deep Impact врезался в комету Tempel 1. Это было запланированное столкновение. Учёные хотели узнать, из чего состоит небесное тело, а для этого им нужен был рой обломков. "Спитцер", наблюдавший этот выброс, помог определить его химический состав.

Среди ингредиентов кометы оказались такие неожиданные компоненты, как глина, карбонаты, соединения железа и ароматические углеводороды. Это снабдило учёных ценной информацией о том, из какого вещества когда-то образовалась Солнечная система.

5. Властелин колец, или самое далёкое кольцо Сатурна

Тусклое внешнее кольцо Сатурна было обнаружено только благодаря инфракрасным наблюдениям.

В 2009 году космический телескоп открыл у знаменитой планеты новое кольцо, теперь известное как кольцо Фебы. Оно начинается на расстоянии шести миллионов километров от планеты, то есть гораздо дальше, чем любое другое её кольцо.

Источником материала для "украшения" служит, вероятно, спутник Сатурна Феба. Вещество этого кольца очень разреженно, поэтому оно слабо отражает солнечный свет (да и самого солнечного света в окрестностях Сатурна уже довольно мало). Именно поэтому, несмотря на впечатляющие размеры, кольцо так долго ускользало от наблюдателей и было обнаружено только благодаря инфракрасному телескопу.

6. Мёртвые звёзды играют в углеродные мячики, или первые фуллерены в космосе

"Спитцер" первым обнаружил в космосе "углеродные мячики".
(иллюстрация University of Basel).

Фуллерены – это особая форма углерода. Молекула этого вещества имеет сходство с футбольным мячом.

Фуллерены широко применяются на Земле, но до 2010 года никто не знал, образуются ли они в космосе. Именно "Спитцер" впервые наблюдал линию этих веществ в спектре космического объекта.

Речь идёт о белом карлике Tc 1, окружённом туманностью из выброшенного когда-то вещества. Напомним, что белый карлик образуется из ядра умирающей звезды, перед этим сбросившей внешние слои. Форму фуллерена, очевидно, принял углерод, когда-то образовавшийся в этом светиле в результате термоядерных реакций.

К слову, "Вести.Наука" писали о том, как космический фуллерен признали ответственным за таинственное поглощение межзвёздным газом света определённой частоты.

7. Столкновения миров, или пылевые облака вокруг звёзд

Обнаруженные "Спитцером" облака пыли могут быть свидетельством множественного столкновения планет.

Космический телескоп обнаружил облака пыли вокруг некоторых звёзд. Такая пыль может образоваться в результате столкновения планет. Подобный "бильярд", как считается, характерен для молодых планетных систем и играет важную роль в их формировании.

К слову, ранее мы писали о звезде, которая окружена облаком пыли экзотического происхождения, и, похоже, она "пожирает" собственные планеты.

8. Неземная химия, или первые молекулы в атмосферах экзопланет

Орбитальный телескоп проложил дорогу прямому исследованию химического состава экзопланет.

В 2007 году "Спитцер" стал первым телескопом, непосредственно обнаружившим спектральные линии молекул, присутствующих в атмосферах экзопланет. Речь идёт о двух горячих юпитерах: HD 209458b и уже упоминавшемся HD 189733b.

Сегодня химические составы экзопланет изучаются массово. К слову, по результатам подобных исследований выяснилось, что на HD 189733b идёт силикатный снег.

9. Всматриваясь в бездну, или самые далёкие квазары

Квазары располагаются на огромных расстояниях от Земли и являются своеобразными маяками, в прямом и переносном смысле освещающими далёкое прошлое Вселенной.

В 2010 году "Спитцер" обнаружил рекордно далёкие на тот момент квазары J0005-0006 и J0303-0019. Свет от них добирался до Земли более 13 миллиардов лет из 13,7 миллиарда лет существования Вселенной.

Напомним, что квазары представляют собой сверхмассивные чёрные дыры, окружённые облаком падающего на них вещества. Эта раскалённая материя служит чрезвычайно мощным источником излучения, поэтому телескопы улавливают свет квазаров, расположенных даже на самых больших расстояниях от Земли. Но настолько далёкие объекты – "штучный товар". Они предоставляют астрономам бесценную информацию о ранней юности Вселенной.

К слову, мы писали о том, какой квазар сейчас является обладателем рекорда по дальности.

10. Ну очень далёкий мир, или планета в тысячах световых лет от Земли

Влияние гравитации на лучи света (или инфракрасного излучения) позволяет открывать планеты, слишком далёкие для наблюдения любым другим способом.

В 2010 году космическая обсерватория обнаружила одну из самых далёких известных на сегодняшний день планет. Речь идёт о газовом гиганте, расположенном на расстоянии 13 тысяч световых лет от Земли. Для сравнения: подавляющее большинство известных экзопланет находятся менее чем в тысяче световых лет от нас.

Открытие было сделано с помощью микролинзирования. Напомним, в чём заключается это явление. Когда одна звезда заслоняет собой другую, её гравитация искривляет лучи первой и увеличивает её яркость подобно линзе. Если такая "линза" имеет планету, это сказывается на наблюдаемой картине.

К слову, некоторые исследователи считают, что с помощью гравитационного линзирования им удалось открыть планеты даже в другой галактике.

11. Глаза в глаза, или первые прямые наблюдения экзопланет

"Спитцер" впервые напрямую зарегистрировал излучение экзопланеты. До этого подобные миры открывали лишь косвенными методами.

Именно "Спитцер" в 2005 году стал первым инструментом, напрямую зарегистрировавшим излучение экзопланеты. До этого планеты открывались лишь косвенно, например, по затмениям, которые происходят, когда такое тело заслоняет часть диска родительской звезды.

Речь снова идёт о горячих юпитерах (в данном случае на руку астрономам играют размеры таких миров, они больше, а потому и обнаружить их проще): TrES-r1 и HD 209458b. С тех пор им были посвящены многочисленные исследования. Например, российские учёные разработали способ измерить магнитное поле второй планеты.

12. Не брезговать мелочью, или "перепись" небольших астероидов

Небольшие астероиды плохо видны в оптическом диапазоне, а вот инфракрасные наблюдения гораздо эффективнее.

Инфракрасная обсерватория оказалась бесценной для изучения астероидов. Ведь "небесные камни" не испускают собственного света, а солнечный отражают довольно плохо. Поэтому их трудно наблюдать в оптический телескоп. А вот в инфракрасном диапазоне астероиды излучают довольно интенсивно.

Именно поэтому "Спитцер" очень много сделал для каталогизации околоземных тел диаметром менее ста метров. К слову, мы писали о том, сколько подобных глыб может угрожать Земле.

13. Мы – дети Галактики, или беспрецедентная карта Млечного Пути

На снимках "Спитцера" видны участки Галактики, закрытые облаками пыли и газа.
(фото Hubble, NASA, ESA, Spitzer).

В 2013 году учёные создали одну из самых обширных карт Галактики. Для этого они использовали более двух миллионов снимков "Спитцера", сделанных за десять лет.

Как уже упоминалось выше, инфракрасное излучение лучше проникает сквозь завесу газа и пыли, чем видимый свет. Поэтому на карте "Спитцера" оказались регионы, которые невозможно увидеть ни в какие оптические телескопы. Например, он показал человечеству неизвестные далёкие области звездообразования.

К слову, мы писали о составлении карты Галактики и другим инструментом — оптическим телескопом Gaia.

14. Удивительно взрослые дети, или древнейшие галактики и их неожиданная зрелость

Рекордно далёкие галактики оказались неожиданно большими и зрелыми.
(фото NASA, ESA, P. Oesch).

"Спитцер" открыл несколько рекордно далёких галактик. Свет от некоторых из них добирался до Земли более 13,4 миллиарда лет (ещё раз напомним, что Вселенной 13,7 миллиарда лет).

В этом открытии астрономов больше всего удивило то, насколько крупными были эти звёздные системы. Ранее считалось, что такие большие галактики должны были образоваться много позже путём слияния нескольких мелких. В последние годы было сделано много подобных открытий, и специалисты пересматривают свои теории, в том числе и благодаря данным "Спитцера".

15. Семь планет подарил мне мой друг телескоп, или знаменитая система TRAPPIST-1

"Спитцер" более 500 часов наблюдал систему TRAPPIST-1 и позволил многое узнать о ней.

В 2017 году было объявлено об открытии планетной системы у звезды TRAPPIST-1. В ней оказалось целых семь землеподобных планет, и это рекорд. Три из них находятся в зоне обитаемости, то есть на их поверхности потенциально возможно существование жидкой воды.

"Спитцер" сыграл важную роль в исследовании этой системы, потратив на неё более 500 часов наблюдательного времени. В частности, с его помощью окончательно установили количество планет, а также оценили их размер и массу.

"Вести.Наука" много писали о последующих исследованиях этой системы. Например, мы рассказывали, как "Хаббл" обнаружил на мирах TRAPPIST-1 воду, а тщательные наблюдения на многих инструментах позволили выяснить их химический состав.

Телескоп "Спитцер" по-прежнему в строю, и если он сделает новые интересные открытия, мы обязательно расскажем о них. Оставайтесь на связи.