15 años en el espacio del Telescopio Espacial Spitzer de la NASA

Telescopio espacial Spitzer de la NASA. Concepción artística del Telescopio Espacial Spitzer. NASA / JPL-Caltech

Inicialmente programado para una misión primaria mínima de 2,5 años, el Telescopio Espacial Spitzer de la NASA ha ido mucho más allá de su vida útil esperada, y sigue estando fuerte después de 15 años. 

Lanzado en una órbita solar el 25 de agosto de 2003, Spitzer fue el final de los cuatro Grandes Observatorios de la NASA que saliera al espacio. El telescopio espacial ha iluminado algunas de las galaxias más antiguas del universo, reveló un nuevo anillo alrededor de Saturno y miró a través de los velos de polvo para estudiar estrellas recién nacidas y agujeros negros. Spitzer ayudó en el descubrimiento de planetas más allá de nuestro sistema solar, incluida la detección de siete planetas del tamaño de la Tierra que orbitan la estrella TRAPPIST-1, entre otros logros. 

"En sus 15 años de operaciones, Spitzer nos ha abierto los ojos a nuevas formas de ver el universo", dijo Paul Hertz, director de la División de Astrofísica en la sede de la NASA en Washington. "Los descubrimientos de Spitzer se extienden desde nuestro patio trasero planetario, a los planetas alrededor de otras estrellas, a los confines del universo. Y al trabajar en colaboración con otros Grandes Observatorios de la NASA, Spitzer ha ayudado a los científicos a obtener una imagen más completa de muchos fenómenos cósmicos ". 

Una vista al pasado 

Spitzer detecta la luz infrarroja: la mayoría de las veces, la radiación de calor emitida por objetos calientes. En la Tierra, la luz infrarroja se utiliza en una variedad de aplicaciones, incluidos los instrumentos de visión nocturna. 

Con su visión infrarroja y alta sensibilidad, Spitzer ha contribuido al estudio de algunas de las galaxias más distantes en el universo conocido. La luz de algunas de esas galaxias viajó durante 13.400 millones de años para llegar a la Tierra. Como resultado, los científicos ven estas galaxias como fueron menos de 400 millones de años después del nacimiento del universo. 

Fotografías a falso color de galaxias tomadas por el telescopio. NASA/JPL-Caltech

Entre esta población de galaxias antiguas hubo una sorpresa para los científicos: galaxias "grandes bebés" que eran mucho más grandes y más maduras de lo que los científicos creían que podían ser las galaxias de formación temprana. Se cree que las galaxias grandes y modernas se formaron mediante la fusión gradual de galaxias más pequeñas. Pero las galaxias "bebé grande" demostraron que las colecciones masivas de estrellas se juntaron muy temprano en la historia del universo. 

Los estudios de estas galaxias muy distantes se basaron en datos de Spitzer y del Telescopio Espacial Hubble, otro de los Grandes Observatorios de la NASA. Cada uno de los cuatro grandes observatorios recoge la luz en un rango de longitud de onda diferente. Al combinar sus observaciones de diversos objetos y regiones, los científicos pueden obtener una imagen más completa del universo. 

"El programa Great Observatories fue realmente un concepto brillante", dijo Michael Werner, científico del proyecto Spitzer en el Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Pasadena, California. "La idea de obtener imágenes multiespectrales o datos sobre fenómenos astrofísicos es muy convincente, porque la mayoría de los cuerpos celestes producen radiación en todo el espectro. Una galaxia promedio como nuestra propia Vía Láctea, por ejemplo, irradia tanta luz infrarroja como la luz de longitud de onda visible. Cada parte del espectro proporciona nueva información ". 

Las estrellas recién nacidas asoman por debajo de su manta de polvo natal en esta imagen dinámica de la nube oscura Rho Ophiuchi del Telescopio Espacial Spitzer de la NASA. Spitzer observa la luz infrarroja, que en la mayoría de los casos puede penetrar las nubes de gas y polvo mejor que la luz visible. Crédito: NASA / JPL-Caltech / Harvard-Smithsonian CfA

Nuevos mundos 

En los últimos años, los científicos han utilizado Spitzer para estudiar exoplanetas, o planetas que orbitan alrededor de otras estrellas además de nuestro Sol, aunque esto no fue algo que los diseñadores del telescopio anticiparon. 

Con la ayuda de Spitzer, los investigadores han estudiado planetas con superficies tan calientes como las estrellas, otros se cree que son sólidos congelados, y muchos a mitad entre ambos. Spitzer ha estudiado algunos de los exoplanetas conocidos más cercanos a la Tierra, y algunos de los exoplanetas más distantes jamás descubiertos. 

Spitzer también jugó un papel clave en uno de los descubrimientos de exoplanetas más importantes de la historia: la detección de siete planetas aproximadamente del tamaño de la Tierra que orbitan alrededor de una estrella. El sistema planetario TRAPPIST-1 era diferente a cualquier sistema solar alienígena jamás descubierto, con tres de sus siete planetas ubicados en la "zona habitable", donde la temperatura podría ser la adecuada para que exista agua líquida en las superficies de los planetas. Su descubrimiento fue un paso tentador en la búsqueda de vida en otras partes del universo. 

Impresión artistica del sistema TRAPPIST-1. ESO/N. Bartmann/spaceengine.org

"El estudio de los planetas extrasolares todavía estaba en pañales cuando se lanzó Spitzer, pero en los últimos años, a menudo más de la mitad del tiempo de observación de Spitzer se utiliza para estudios de exoplanetas o búsquedas de exoplanetas", dijo Lisa Storrie-Lombardi, gerente de proyectos de Spitzer en JPL. "Spitzer es muy bueno en la caracterización de exoplanetas, a pesar de que no fue diseñado para hacer eso". 

Algunos otros descubrimientos importantes realizados con el telescopio espacial Spitzer incluyen: 

- El anillo más grande conocido alrededor de Saturno , una fina y fina estructura con 300 veces el diámetro de Saturno. 

- Primer mapa meteorológico de exoplanetas de variaciones de temperatura sobre la superficie de un exoplaneta de gas. Los resultados sugirieron la presencia de vientos feroces. 

- Asteroides y aplastamientos planetarios. Spitzer ha encontrado evidencia de varias colisiones rocosas en otros sistemas solares, incluyendo uno que se cree concierne a dos grandes asteroides . 

- Receta de "sopa de cometas". Spitzer observó las consecuencias de la colisión entre la nave espacial Deep Impact de la NASA y el cometa Tempel 1, y descubrió que el material cometario de nuestro propio sistema solar se parece al de las estrellas cercanas. 

- Las escondites ocultos de estrellas recién nacidas . Las imágenes infrarrojas de Spitzer han proporcionado vistas sin precedentes en las cunas escondidas donde crecen las estrellas jóvenes, revolucionando nuestra comprensión del nacimiento estelar. 

- Buckyballs en el espacio . Buckyballs son moléculas de carbono en forma de bola de fútbol descubiertas en investigaciones de laboratorio con múltiples aplicaciones tecnológicas en la Tierra. 

- Enormes cúmulos de galaxias . Spitzer ha identificado muchos cúmulos de galaxias más distantes que los conocidos previamente. 

- Uno de los mapas más extensos de la galaxia de la Vía Láctea compilada alguna vez, incluido el mapa más preciso de la gran barra de estrellas en el centro de la galaxia, creado utilizando datos de Spitzer del proyecto Galileo Legacy Mid-Plane Survey Extraordinaire o GLIMPSE. 

La galaxia de Andrómeda tomada por MIPS a 24 micrómetros. NASA/JPL-Caltech/K. Gordon (University of Arizona)

Un viaje extendido 

Spitzer ha registrado más de 106.000 horas de tiempo de observación. Miles de científicos de todo el mundo han utilizado datos de Spitzer en sus estudios, y los datos de Spitzer se citan en más de 8.000 artículos publicados. 

La misión principal de Spitzer terminó con una duración de 5,5 años, tiempo durante el cual la nave espacial operaba en una "fase fría", con un suministro de helio líquido enfriando tres instrumentos a bordo justo por encima del cero absoluto. El sistema de enfriamiento redujo el exceso de calor de los instrumentos mismos que podrían contaminar sus observaciones. Esto le dio a Spitzer una sensibilidad muy alta para objetos "fríos". 

En julio de 2009, después de que se agotó el suministro de helio de Spitzer, la nave espacial entró en la llamada "fase cálida". El instrumento principal de Spitzer, llamado Cámara de matriz infrarroja (IRAC), tiene cuatro cámaras, dos de las cuales continúan operando en la fase cálida. con la misma sensibilidad que mantuvieron durante la fase fría. 

Spitzer orbita el Sol en una órbita que se arrastra por la Tierra (lo que significa que literalmente se arrastra detrás de la Tierra mientras el planeta orbita alrededor del Sol) y ha seguido cayendo más y más atrás de la Tierra durante su vida. Esto ahora representa un desafío para la nave espacial, porque mientras está descargando datos a la Tierra, sus paneles solares no se enfrentan directamente al sol. Como resultado, Spitzer debe usar energía de la batería durante la descarga de datos. Las baterías se recargan entre descargas. 

Esta imagen muestra la impresión de un artista del Telescopio Espacial Spitzer. El fondo muestra una imagen infrarroja de Spitzer del plano de la Vía Láctea. Crédito de la imagen: NASA / JPL

"Spitzer está más lejos de la Tierra de lo que alguna vez pensamos que estaría mientras todavía está funcionando", dijo Sean Carey, gerente del Centro de Ciencias Spitzer en Caltech en Pasadena, California. "Esto ha planteado algunos desafíos reales para el equipo de ingeniería, y han sido extremadamente creativos e ingeniosos para mantener a Spitzer operando mucho más allá de su vida útil esperada". 

En 2016, Spitzer ingresó a una misión extendida llamada "Spitzer Beyond". Actualmente, la nave espacial está programada para continuar las operaciones en noviembre de 2019, más de 10 años después de entrar en su fase cálida. 

En celebración de los 15 años de Spitzer en el espacio, la NASA ha lanzado dos nuevos productos multimedia: la aplicación Selfies de la NASA para iOS y Android, y Exoplanet Excursions VR Experience para Oculus y Vive, así como una versión de 360 ​​videos para teléfonos inteligentes. Los increíbles descubrimientos e increíbles imágenes de Spitzer están en el centro de estos nuevos productos. 

Fuente: NASA, Wikipedia,