אחרי 16 שנה, טלסקופ החלל ספיצר מסיים את תפקידו, בתום שירות פורה למען האנושות שבמסגרתו גילה תופעות רבות שאפשר לצפות בהן רק בתחום התת-אדום
מחר, ה-30.01.20, תסתיים פעולתו של טלסקופ החלל ספיצר (Spitzer), אחד מארבעת הטלסקופים הגדולים של סוכנות החלל האמריקאית נאס"א. ספיצר תוכנן לעבוד במקור במשך שלוש שנים בלבד, אבל החזיק מעמד קרוב ל-16 שנה. בתקופה הזאת הוא היה הטלסקופ הרגיש ביותר בתחום התת-אדום, ועזר לגלות גלקסיות עתיקות ורחוקות, ענני אבק וכוכבי לכת סביב שמשות אחרות, כוכבים צעירים וענני גז בגלקסיה שלנו ובגלקסיות שכנות. רבות מהתופעות הללו אי אפשר לראות בתחום האור הנראה, אבל ניתן למדוד אותם בעזרת קרינה תת-אדומה.
הטלסקופ שוגר למסלול "עוקב ארץ", כלומר הוא לא מקיף את כדור הארץ אלא את השמש, באותו מסלול בו נע כדור הארץ. לפיכך הוא נמצא רחוק יחסית מכוכב הלכת שלנו, מיקום שנבחר כדי למנוע מהחום שנפלט מכדור הארץ לשבש את תפקודו. כדי למדוד קרינה תת-אדומה הוא קורר לטמפרטורה של מעלות בודדות מעל האפס המוחלט (273.15- מעלות צלסיוס). מגן חום שפונה לעבר השמש אִפשר לקרר אותו באמצעות כמות קטנה של הליום נוזלי, דבר שהוזיל מאוד את עלויות ההפעלה שלו.
ספיצר שוגר לחלל באוגוסט 2003, ועבד במתכונת מלאה עד שאזל מלאי ההליום הנוזלי שלו בשנת 2009. לאחר מכן הוא עבר לקירור סביל והמשיך לעבוד במתכונת חלקית, שכן הטמפרטורה שלו עלתה לכמה עשרות מעלות מעל האפס המוחלט וחלק מהמצלמות בתחום התת-אדום העמוק חדלו לפעול. עם זאת, גם עם יכולות חלקיות הוא עדיין סיפק מידע רב ועשיר.
חשף גלקסיות רחוקות וענני אבק. תמונה של נבולת טרנטולה שצילם טלסקופ ספיצר | קרדיט: NASA
מבט חודר
טלסקופ כמו ספיצר, שעובד באורכי גל ארוכים, יכול לראות מבעד לעננים של אבק וגז, שעוצרים גלי אור נראה אבל הרבה יותר שקופים לקרינה תת-אדומה. היכולת הזאת אפשרה לו לזהות כוכבים חדשים שנוצרים בתוך עננים של גז ואבק, תהליכים שקשה מאוד לראות אחרת. התמונות שהגיעו מהטלסקופ התת-אדום אפשרו למדענים להבין לראשונה תופעות שקורות בשלב הזה של היווצרות כוכבים.
בנוסף, הטמפרטורה של גופים רבים שמקיפים שמשות אחרות נמוכה מאוד, ולכן הם פולטים בעיקר קרינה תרמית בתחום התת-אדום. חגורות של חצץ ואבק שנוצרים במהלך התנגשויות של כוכבי לכת החגים סביב שמשות אחרות, וכן כוכבי הלכת עצמם, פולטים גם הם קרינה בתחום התת-אדום. גם כאן סייע ספיצר לגלות ולאפיין מערכות רבות שהיה קשה מאוד למפות קודם לכן.
דוגמה בולטת היא כוכבי הלכת הסלעיים הקטנים שמקיפים את הכוכב Trappist1. במערכת יש שבעה כוכבי לכת ידועים, מהם חמישה שגילה טלסקופ החלל ספיצר. הטלסקופ גילה גם טבעת נוספת של כוכב הלכת שבתאי במערכת השמש שלנו, שגודלה עולה משמעותית על זה של הטבעות האחרות שנצפות בתחום האור הנראה. ואם לא די בזה, ספיצר אף הצליח למפות את האטמוספרה של כוכב לכת שמקיף שמש רחוקה בזמן שכוכב הלכת חלף מול השמש שלו.
הטלסקופ שנקרא על שמו חשף כוכבים בזמן שהם נוצרים. הפיזיקאי והאסטרונום ליימן ספיצר | קרדיט: SPL, Denise Applewhite
מבט מרחיק ראות
אור מגלקסיות רחוקות, שעבר מיליארדי שנות אור בדרכו אלינו, מגיע אדום יותר, כלומר באורכי גל ארוכים יותר, מאור שנפלט מגלקסיות שכנות. הסיבה לכך היא שהיקום מתרחב, והאור נמתח בדרכו אלינו. האור מהגלקסיות הרחוקות ביותר מגיע אלינו בתחום התת-אדום. תודות ליכולות של ספיצר בתחום הזה הצליחו אסטרונומים למדוד את המרחק לגלקסיות כאלה, בסיוע טלסקופ החלל הוותיק האבל (Hubble).
המסלול הייחודי של ספיצר, הרחוק מאוד מכדור הארץ, העניק לו זווית ראייה שונה מעט על כוכבים בגלקסיה שלנו, ואיפשר לחשב לראשונה את המרחק לכוכבי לכת רחוקים בעזרת עידוש כבידתי. אומנם הוא אינו המכשיר הראשון שהיה מסוגל לצלם את השמיים בתחום התת-אדום, אבל הרגישות שלו ומסלולו הייחודי אפשרו לו לבצע מדידות ולחשוף תמונות של היקום שלא ראינו כמותן עד כה.
בשנים הקרובות נאס"א עומדת לשגר לחלל את טלסקופ ג'יימס וֶב (Webb), שיפעל גם הוא בתחום התת-אדום וינוע במסלול סביב השמש – שונה מזה של ספיצר אבל עדיין רחוק מכדור הארץ. כיום מדענים משתמשים בתמונות שצילם ספיצר כדי לבחור את המטרות האידיאליות לתצפיות המדויקות והעמוקות אף יותר שאמור לאפשר יורשו. טכנולוגיות חדישות יאפשרו לטלסקופ ג'יימס וֶב לראות רחוק יותר ולמדוד בדייקנות גבוהה יותר מקורות קרינה תת-אדומה ברחבי היקום.
