斯皮策望遠鏡才服役了16年,說退役就退役了,難道另有隱情?

2020-12-03 鍾銘聊科學

斯皮策太空望遠鏡

最近,美國宇航局(NASA)宣布2003年開始服役的斯皮策太空望遠鏡(Spitzer Space Telescope,縮寫為SST)在2020年1月30號完成太空任務,人為進行關閉。

斯皮策太空望遠鏡之所以叫這個名字,是因為它的提出者是美國天文學家萊曼·斯皮策,因此以他的名字來命名。這個望遠鏡是紅外天文衛星,同時也是大型軌道天文臺計劃中的最後一臺大型空間望遠鏡。那什麼是紅外天文衛星呢?

我們都知道,光其實屬於電磁波的一種,或者我們可以說,人類肉眼所能看到的光只是可見光,實際上還有很多光是我們看不到的。

紫外光波段的光,和紅外光波段的光都是我們用肉眼看不到的,但它們實實在在的存在,而且有很多天體發出的就是這些光,因此,僅僅觀測可見光來了解宇宙是局限性的。

除此之外,我們要知道,通過紅外波段進行觀測是很有必要的,銀河系的銀盤中充滿了大量的氣體和塵埃等物質,他們會擋住可見光,導致我們僅僅依靠可見光也很難看得清楚。

於是,科學家就一直在研究如果探測可見光以外的波段,上世紀這方面的技術大規模地發展,有了長足的進步,斯皮策太空望遠鏡就是探測紅外波段的,它的工作波長大概在3-180毫米的紅外波段。

紅外線的波長要比可見光的波長要長,穿透力要強得多,可以直接穿透銀河系中的氣體和塵埃,幫助科學家研究銀河系的核心、太陽系外的行星以及恆星的形成。

這臺望遠鏡也不負眾望,給科學家的科研工作帶來巨大的幫助。它累積拍攝了高達3600萬張的搞清楚圖片。比如,它就拍攝到過系外的行星,現在也被我們稱為熱木星。由於斯皮策太空望遠鏡對於捕捉系外行星很有一套,因此,它也被稱為行星獵人。除了熱木星,他還發現過許多系外行星。

再比如:斯皮策太空望遠鏡就辨認出迄今為止,我們已知的兩個最遙遠的特大質量黑洞。

除此之外,還目睹了恆星系內的一場交通事故,兩個小行星發生對撞。

當然,由於篇幅的關係,這裡列舉的只是斯皮策太空望遠鏡極其小一部分的成果。由於它帶來太多很有價值的資料。因此,當美國宇航局(NASA)宣布斯皮策太空望遠鏡退役時,引發了眾多天文工作者和愛好者的惋惜。那你可能要問了,一臺好好的望遠鏡咋說退役就退役了呢?

斯皮策太空望遠鏡為什麼退役了?

實際上,斯皮策退役並不是什麼特別意外的事情。原因也很簡單,我們都知道,只要是溫度高於絕對零度的物體,都會發出熱輻射。人其實自身就在發光,這不過這個光是紅外光,我們肉眼看不到而已。

根據目前的熱力學理論,絕對零度是達不到的。也就是說,斯皮策太空望遠鏡其實自身會發光,為了避免自身發出紅外線的幹擾,就必須得把溫度做到足夠低。科學家把斯皮策太空望遠鏡的主鏡部分冷卻到了5.5K,也就是僅僅比絕對零度搞了5.5度的水平(零下267.65度,使用的是大量的液氦冷卻劑來維持這個溫度)。同時還給望遠鏡套了一個保護罩,用來避免其他天體發出的光線幹擾到它。

但是這麼做也是有代價的,要知道這套望遠鏡大多都是由電子元器件構成的,超低溫會使得這些元器件的靈敏度降低,這意味著斯皮策太空望遠鏡的使用壽命不會太長,原本計劃的服役時間是2.5年~5年。不僅如此,斯皮策太空望遠鏡在發射之後,被送到一條位於地球公轉軌道後方而且是環繞太陽的軌道上,並且斯皮策爾望遠鏡還在以每年0.1天文單位(1.496*10^7千米)的速度漸漸地遠離我們的地球,這其實意味著一旦這臺望遠鏡壞了,我們就沒有辦法對其進行修復了。

後來,斯皮策太空望遠鏡執行完主要任務花了5年8個月19天。在這之後,由於性能良好,於是繼續服役,這種超期服役的情況其實在天文圈是經常見到的,並不是什麼奇怪的事情。而斯皮策太空望遠鏡超期服役了16年5個月7天,翻了三倍,可以說是超值了。因此,斯皮策太空望遠鏡退役並不是特別稀奇的事情。雖然斯皮策望遠鏡如今已經關閉了,但我們依然要感謝它為人類宇宙做出的偉大貢獻。

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