Telescopio Spitzer: Historia, características, lanzamiento y descubrimientos

¿Qué es el Telescopio Espacial Spitzer?

El Telescopio Espacial Spitzer fue el telescopio infrarrojo más grande jamás lanzado al espacio. Consistía en un telescopio de 0,85 m y tres instrumentos científicos enfriados criogénicamente lanzados el 25 de agosto de 2003. Fue la cuarta y última misión del Programa de Grandes Observatorios de la NASA, cuyo objetivo era realizar estudios astronómicos en diferentes longitudes de onda de luz.

Utilizando el espectro infrarrojo, el Spitzer estudió el universo primitivo, las galaxias jóvenes, los discos de polvo y los sistemas planetarios cercanos. Recolectó imágenes y espectros al detectar calor o energía infrarroja emitida por objetos en el espacio entre longitudes de onda de 3 y 180 micrómetros. Los telescopios terrestres no pueden detectar el infrarrojo ya que la atmósfera de la Tierra bloquea la mayor parte.

Inicialmente se conocía como la Instalación del Telescopio Infrarrojo Espacial (SIRTF), pero se convirtió en el Telescopio Espacial Spitzer unos meses después de su lanzamiento. Lleva el nombre del difunto Dr. Lyman Spitzer Jr., un renombrado astrofísico teórico que desarrolló el concepto de telescopios en el espacio varios años antes del lanzamiento del primer satélite.

Fecha de lanzamiento del telescopio espacial Spitzer

El Telescopio Espacial Spitzer se lanzó al espacio el 25 de agosto de 2003 a bordo de un cohete Delta 7920H desde la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral en Florida, EE. UU. La Tabla 1 contiene los aspectos más destacados de su misión a lo largo de sus 16 años de funcionamiento.

Tabla 1. Aspectos destacados de la misión del Telescopio Espacial Spitzer

Fecha	Detalles
25 de agosto de 2003	Lanzado desde Cabo Cañaveral, Florida
Noviembre de 2005	Los datos de Spitzer permitieron a los científicos ver la luz de las primeras estrellas
Junio de 2008	Revelado un retrato completo de la galaxia de la Vía Láctea
19 de mayo de 2009	Marcó el final de su misión “fría” y el comienzo de la misión “cálida”
Octubre de 2009	Descubierto el anillo de Febe de Saturno
Febrero 2017	Descubrió una cadena cercana de exoplanetas (sistema TRAPPIST-1) con la ayuda de un telescopio terrestre
Octubre 2018	Se suponía que terminaría su misión, pero los retrasos en el Telescopio Espacial James Webb extendieron la misión de Spitzer.
28 de enero de 2020	Último día de recogida de datos.
30 de enero de 2020	Todos los sistemas se apagan después de recibir una orden del control terrestre de la NASA para entrar en “modo seguro”.

Misión del Telescopio Espacial Spitzer

La NASA lanzó el telescopio espacial Spitzer para ver el universo en el espectro infrarrojo, un componente del espectro electromagnético con una longitud de onda más larga y una frecuencia más baja que la luz visible. La luz infrarroja penetra nubes densas y polvo, lo que permite a los expertos investigar regiones de formación estelar, centros de galaxias y sistemas planetarios recién formados. A través del Telescopio Espacial Spitzer, los científicos también observaron regiones más frías en el espacio donde se pueden encontrar estrellas fallidas, planetas extrasolares y moléculas orgánicas.

Spitzer tiene dos componentes principales: el ensamblaje del telescopio criogénico (CTA) y la nave espacial. El CTA consta del telescopio de 0,85 m, el criostato, el grupo de capa exterior y la cámara de múltiples instrumentos.

• El criostato almacenó el helio líquido, responsable de producir vapor congelante y enfriar el CTA a unos 5 Kelvin (-459 °F o -268 °C).
• La capa exterior estaba hecha de aluminio. Fue diseñado para bloquear el sol y mantener el CTA lo más fresco posible.
• La cámara de instrumentos múltiples contenía tres instrumentos científicos que permitieron al Spitzer ver el universo. Estos instrumentos fueron la cámara de matriz de infrarrojos (IRAC), el espectrógrafo de infrarrojos (IRS) y el fotómetro de imágenes multibanda para Spitzer (MIPS).

La nave espacial controlaba el telescopio y proporcionaba energía a los instrumentos. Manejaba datos científicos y se comunicaba con la Tierra. Consistía en el ensamblaje del panel solar, el autobús de la nave espacial y todos los demás componentes que proporcionaban al telescopio todas las funciones de ingeniería necesarias. A diferencia de la CTA, era necesario que la nave espacial operara cerca de la temperatura ambiente.

Misiones criogénicas y cálidas de Spitzer

La misión de Spitzer se dividió principalmente en la misión Criogénica y la misión Cálida. La misión criogénica Spitzer comenzó durante su lanzamiento y terminó después de 5,75 años el 15 de mayo de 2009, después de agotar su refrigerante criogénico o helio líquido. Tenga en cuenta que la nave espacial y sus instrumentos se lanzaron con calor pero se enfriaron pasivamente durante los primeros tres meses utilizando el helio líquido que transportaba.

Después del agotamiento del suministro de helio, comenzó su misión Cálida a 28 K (-409,27 °F). Incluso a esta temperatura, las cámaras IRAC de 3,6 y 4,5 micras, capaces de medir porciones del espectro del infrarrojo medio y cercano, funcionaron perfectamente. Ayudó a recopilar datos de cometas y asteroides, planetas que orbitan alrededor de otras estrellas e incluso las galaxias más distantes del universo. La misión Spitzer cálida continuó durante 10,7 años hasta el 27 de julio de 2009. La NASA desmanteló por completo el telescopio espacial Spitzer el 30 de enero de 2020, después de 16 años de funcionamiento.

Historia del Telescopio Espacial Spitzer

El telescopio espacial Spitzer se diseñó inicialmente para durar un mínimo de 2,5 años, pero pudo permanecer en su fase fría durante 5,75 años. Una vez que se agotó su refrigerante en mayo de 2009, el Spitzer comenzó su misión calida y continuó recopilando datos utilizando su cámara de matriz de infrarrojos (IRAC).

Como se mencionó, el Telescopio Espacial Spitzer fue uno de los cuatro observatorios espaciales en el Programa de Grandes Observatorios de la NASA. Este programa permitió a los científicos realizar observaciones simultáneas de un objeto en el espacio en varias longitudes de onda, arrojando luz sobre sus características y características únicas. Los otros tres observatorios en el programa de la NASA incluyen lo siguiente:

• Telescopio espacial Hubble (HST): se lanzó en 1990 y fue el primer elemento del programa. Las imágenes del telescopio espacial Hubble de la NASA ayudaron a los científicos a comprender los ciclos de vida de las estrellas, la evolución de las galaxias y el concepto de los agujeros negros. Dado que fue diseñado para ser un observatorio a largo plazo, se sometió a varias misiones de servicio para permitirle detectar longitudes de onda ultravioleta, visible e infrarroja cercana.
• Observatorio de rayos gamma de Compton (CGRO): este fue el segundo elemento del programa, lanzado en abril de 1991. Recopiló datos de algunos de los procesos más violentos del universo capaces de emitir radiación de alta energía. El 4 de junio de 2000, la NASA lo sacó de órbita de forma segura y volvió a entrar en la atmósfera de la Tierra.
• Observatorio de rayos X Chandra (CXO): este fue el tercer elemento del programa lanzado en julio de 1999. Su misión principal era observar agujeros negros, cuásares, materia oscura y gases de alta temperatura utilizando la porción de rayos X del EM. espectro.

Descubrimientos del Telescopio Espacial Infrarrojo

A lo largo de la operación de 16 años de Spitzer, contribuyó significativamente a cómo los humanos entienden el universo. A continuación se enumeran algunos de los descubrimientos más significativos del telescopio espacial infrarrojo de la NASA, el Spitzer:

• Detección de estrellas fallidas: el telescopio espacial Spitzer encontró por primera vez “estrellas fallidas” o enanas marrones, así como grupos de granos de polvo microscópicos y pequeños cristales que los rodean. Los científicos pensaron que estas partículas finalmente se agruparon para formar planetas.

• Observación de la nube molecular de Perseus: el ojo infrarrojo del Spitzer capturó la imagen de la nube molecular de Perseus, una colección de gas y polvo ubicada a unos 1000 años luz de la Tierra. Fue el hogar de innumerables estrellas jóvenes y podría ayudar a los expertos a comprender mejor la evolución estelar.

• Descubrimiento del anillo de Phoebe: en 2009, el Spitzer detectó el resplandor del polvo frío en el anillo de Phoebe, que permaneció oculto durante mucho tiempo porque no refleja grandes cantidades de luz visible y solo contiene una pequeña cantidad de partículas. El anillo tiene una temperatura de aproximadamente -316 °F (-193 °C o 80 K).

• Descubrimiento de los planetas rocosos más cercanos: en 2015, el telescopio espacial Spitzer confirmó el descubrimiento del planeta rocoso más cercano fuera del sistema solar llamado HD 219134b. Es más grande que la Tierra y, a una distancia de 21 años luz, es el exoplaneta más cercano que se detecta cruzando frente a su estrella.
• Estudio del sistema TRAPPIST-1: en 2017, los científicos utilizaron Spitzer para observar el sistema TRAPPIST-1, un sistema planetario a 39 años luz del sistema solar. Permitió a los científicos observar cómo la luz de la estrella disminuía a medida que los planetas pasaban por delante y determinar sus tamaños y masas.

Resumen de la lección

El Telescopio Espacial Spitzer, lanzado el 25 de agosto de 2003, fue el último elemento del Programa de Grandes Observatorios de la NASA. Inicialmente se conocía como la Instalación del Telescopio Infrarrojo Espacial (SIRTF)pero pasó a llamarse Telescopio Espacial Spitzer unos meses después de su lanzamiento. Observó el universo utilizando el espectro infrarrojo, una región del espectro electromagnético con longitudes de onda más largas que la luz visible. Fue una herramienta eficaz para estudiar la historia temprana del universo, los centros galácticos distantes, las estrellas fallidas, las nubes moleculares y los sistemas planetarios fuera del Sistema Solar, que de otro modo serían invisibles para los telescopios terrestres. Algunos de sus descubrimientos más importantes incluyen el anillo de Phoebe, las nubes moleculares de Perseus, el sistema TRAPPIST-1 y otros planetas rocosos cercanos.

El telescopio espacial Spitzer estaba compuesto por el ensamblaje del telescopio criogénico (CTA) y la nave espacial. El CTA, que operaba a unos 5 K (-459 °F o -268 °C), incluía los instrumentos científicos, el telescopio y el criostato. La nave espacial, por otro lado, albergaba todos los componentes esenciales para que el Spitzer funcionara y se comunicara con la Tierra. La misión de Spitzer consistió principalmente en la misión Criogénica y la misión cálida. La misión criogénica duró 5,75 años utilizando helio líquido como refrigerante. El agotamiento de su suministro de helio marcó el comienzo de la misión cálida, que duró 10,7 años y empleó la cámara de matriz infrarroja. Se suponía que terminaría su misión en octubre de 2018, pero los retrasos en el Telescopio Espacial James Webb le dieron más de un año de extensión. La NASA lo desmanteló el 30 de enero de 2020.