Spitzer Uzay Teleskobu

Spitzer Uzay Teleskobu, NASA'nın 25 Ağustos 2003'te fırlatılan ve 30 Ocak 2020'de görevine son verilen kızılötesi uzay teleskobudur. NASA'nın Büyük Gözlemevleri programının, Hubble, Compton ve Chandra'dan sonra gelen dördüncü ve son üyesiydi. Fırlatılmadan önce Uzay Kızılötesi Teleskop Tesisi (SIRTF) adını taşıyan teleskop, kamuya açık bir yarışmanın ardından, uzay teleskobu fikrini 1940'larda savunan gökbilimci Lyman Spitzer'in adını aldı. 16 yılı aşkın sürede yıldız oluşum bölgelerinden uzak galaksilere, kuyruklu yıldızlardan ötegezegenlere kadar geniş bir yelpazede gözlem yaptı.

Görevin amacı

Kızılötesi astronomi, gözle görülmeyen ısı ışınımını inceler. Bu ışık, görünür ışığı engelleyen toz bulutlarının içinden geçebildiği için yeni doğan yıldızları ve gezegen oluşturan diskleri görmeyi sağlar. Ancak kızılötesi ışığın büyük bölümü Dünya atmosferi tarafından soğurulur; üstelik yerdeki teleskoplar ve atmosferin kendisi de bu dalga boylarında parlar. Spitzer'in amacı, atmosferin üstünden ve çok düşük sıcaklıklara soğutulmuş aletlerle evrenin soğuk ve tozlu bileşenlerini incelemekti. Spitzer, IRAS ve ISO'dan sonra kızılötesi astronomiye adanmış üçüncü uzay teleskobuydu.

Teleskobun yolu uzun ve dolambaçlı oldu. 1979'da ABD Ulusal Araştırma Konseyi'nin bir raporu, uzay mekiğine bağlı olarak uçacak bir kızılötesi teleskobu öncelikli projeler arasında saydı. Ancak mekiğin çevresindeki "kirli" boşluğun kızılötesi gözleme uygun olmadığı anlaşıldı. 1986'daki Challenger kazasından sonra teleskobu son yörüngesine taşıyacak üst kademe planı da rafa kalktı. 1990'larda bütçe nedeniyle birkaç kez yeniden tasarlanan görev, sonunda daha küçük ama tam donanımlı, Delta II roketiyle fırlatılabilecek bir teleskoba dönüştü.

Uzay aracı ve araçları

Teleskobun 85 santimetre çaplı ana aynası berilyumdan yapılmıştı ve yaklaşık 5,5 kelvine kadar soğutuluyordu. Soğutma için sıvı helyum kullanılıyordu. Spitzer'in en yaratıcı tasarım kararı yörüngesiydi: Dünya'nın çevresinde değil, Güneş'in çevresinde, Dünya'yı geriden izleyen bir yörüngede dolaştı ve her yıl Dünya'dan yaklaşık 0,1 astronomi birimi uzaklaştı. Böylece Dünya'nın ısısından uzak kalarak çok daha az helyumla soğutulabildi. Bu yörüngeyi kullanan ilk araç oldu; aynı yöntem daha sonra Kepler Uzay Teleskobu'nda da uygulandı.

Teleskop üç bilim aleti taşıyordu:

• IRAC: 3,6, 4,5, 5,8 ve 8 mikrometrede aynı anda görüntü alan kızılötesi kamera
• IRS: 5 ile 40 mikrometre arasında çalışan kızılötesi tayfölçer
• MIPS: 24, 70 ve 160 mikrometrede görüntüleme yapan çok bantlı fotometre

Teleskop, Lockheed Martin ve Ball Aerospace tarafından üretildi; görevi Jet İtki Laboratuvarı ile Caltech kampüsündeki Spitzer Bilim Merkezi yönetti.

Yolculuk ve önemli anlar

• 25 Ağustos 2003: Cape Canaveral'dan Delta II roketiyle fırlatıldı.
• 18 Aralık 2003: Teleskop, Lyman Spitzer'in adını aldı.
• 2005: Ötegezegenlerden gelen ışığı doğrudan yakalayan ilk teleskoplardan biri oldu.
• 15 Mayıs 2009: Sıvı helyum tükendi. IRAC kamerasının en kısa iki dalga boyundaki kanalı aynı duyarlılıkla çalışmayı sürdürdü ve "sıcak görev" başladı.
• 1 Ekim 2016: "Beyond" adlı uzatılmış görev evresine geçildi.
• 2017: TRAPPIST-1 yıldızının çevresinde Dünya büyüklüğünde yedi gezegenden oluşan sistem duyuruldu.
• 30 Ocak 2020: NASA, teleskobu güvenli kipe alarak görevi sonlandırdı.

Bilimsel sonuçlar

Spitzer, başlangıçta hiç planlanmadığı hâlde güçlü bir ötegezegen avcısına dönüştü. 2005'te HD 209458 b ve TrES-1b adlı "sıcak Jüpiter"lerin ışığını doğrudan algıladı. 2007'de HD 189733 b'nin atmosfer sıcaklığını haritalayarak bir ötegezegenin ilk haritasını çıkardı. 2016-2017'deki gözlemleriyle TRAPPIST-1 sistemindeki yedi gezegenin beşini keşfetti ve gezegenlerin boyutlarını ölçtü.

Teleskop, GLIMPSE taramasıyla Samanyolu'nun iç bölgelerinin geniş ölçekli kızılötesi haritasını çıkardı. 2009'da Satürn'ün çevresinde, dolanımı Phoebe uydusuyla bağlantılı devasa ve çok sönük bir halka buldu; bu keşif, Satürn'ün halkaları hakkındaki bilgimize yepyeni bir parça ekledi. 2016'da Hubble ile birlikte o dönemin bilinen en uzak galaksisi GN-z11'in belirlenmesine katkı verdi.

Spitzer'in tozun içini görebilme yeteneği yıldız doğumunu anlamada da belirleyici oldu. 2004'te, yerden bakıldığında tamamen karanlık görünen L1014 adlı gaz ve toz çekirdeğinin içinde o güne dek görülen en genç yıldızlardan biri olabilecek sönük bir cisim saptadı. 2006'da Samanyolu'nun merkezine yakın, çift sarmal biçimli 80 ışık yılı uzunluğunda bir bulutsu keşfetti. NASA'nın derlemesine göre 2010'da karbonca zengin ilk gezegen olan WASP-12b'yi belirledi; 2022'de ise Kepler-138 sistemindeki iki gezegenin büyük ölçüde sudan oluşabileceğine dair kanıtlara katkı verdi.

Bilmeye değer

• Büyük Gözlemevleri arasında uzay mekiğiyle fırlatılmayan tek teleskoptur.
• Görevin maliyeti 776 milyon dolardı.
• Sıcak görev döneminde IRAC kanalları yaklaşık 29 kelvinde çalıştı.
• "Beyond" evresinin hedeflerinden biri, James Webb Uzay Teleskobu için ayrıntılı gözlem adaylarını belirlemekti.
• Görevin son yıllarında Dünya'dan uzaklaştığı için iletişim oturumları pil tüketimi nedeniyle yaklaşık 2,5 saatle sınırlandı.