再见啦,斯皮策太空望远镜

 

斯皮策太空望远镜任务正式结束。自从2003年发射升空以来,斯皮策望远镜就在红外波段观测着宇宙,经历重重考验,最后退役。作者挑选出自己最喜欢的一幅斯皮策望远镜拍下的照片,并介绍了图中的恒星得有关情况。

在发射6002天后, NASA的工程师按下了斯皮策太空望远镜的关闭键。

我知道这一天迟早会到来。我的意思是,万物皆有尽头,何况宇宙飞船。飞船上有很多活动部件,可是燃料有限,这必然使其运作时间受限。可能是几年,也可能是几十年,但这一天终究会到来。

             

斯皮策于2003年发射升空,其设计目的是用红外线观察宇宙,在红外线下,物体看起来与肉眼看到的大不相同。寒冷的尘埃在可见光下是黑暗的,甚至是不透明的,但在红外线下却能发出奇异而缥缈的光芒。褐矮星的质量比行星大,比恒星小,它们发出的强烈光芒,使其很容易被斯皮策望远镜选中。星系离我们极其遥远。当星系发出的光到达地球时,宇宙已经过了数十亿年,宇宙膨胀把这些光的波长延伸得更长,使得人们能通过红外线窥探其中奥秘。从斯皮策望远镜中观察,距离地球数光年、由主星加热的系外行星,就像暗室里一根点燃的火柴。

             

斯皮策太空望远镜使用液氦来冷却探测器,因为望远镜本身发出的红外线会加热机身,而机体太热会影响清晰度。但在2009年,液氦耗尽,斯皮策太空望远镜功能开始受限。尽管如此,工程师们还是决定继续运行,因为它的某些性能仍然足够强大,可以继续运行。

             

正如工程师们的判断,斯皮策太空望远镜依靠其强大的功能一直运行到2020年。2016年,审查决定斯皮策太空望远镜将于2018年关闭,但詹姆斯·韦伯太空望远镜的发射推迟使得这一决定延迟。工程师希望斯皮策望远镜能填补NASA太空红外天文学的空白。然而,没有詹姆斯·韦伯太空望远镜的协助,这项任务变得更加困难。

             

命令正式下达,这台了不起的天文望远镜退役了。

我从斯皮策发射之前就开始关注它了。虽然我自己从未用它做过研究,但根据它的探测结果写点东西是一种乐趣。但这使得我进退两难。

当考虑在这一天要说些什么的时候,我的第一反应是创建一个我最喜欢的斯皮策图集,解释其中的科学原理,以此纪念。但后来我去了加州理工学院的斯皮策美术馆,很快就打消了这个想法。面对着一张一张又一张的图片,我顿时咋舌。从这么多里选十张最喜欢的也太难了吧?

             

最终我打定主意:选一个我最喜欢的。没错,就一个。

突然之间,这件事就变得很容易了。我选的这张图片不是一个星系,也不是什么庞大的恒星工厂。它是一颗星星。准确地说,是天市右垣十一。

             

恒星天市右垣十一(Zeta Ophiuchi)在太空中穿梭,在风的推动下将一大片尘埃撞击出弧形。NASA/JPL-Caltech

 

我想我没有必要言之凿凿地向大家证明我的选择。这美丽不言自明。

天市右垣十一是蛇夫座中最亮的恒星之一,当星座处于北半球夏季的高纬度地区时,视力正常的人用肉眼就能很轻松地看到。肉眼看起来它并不是特别亮,只是这一区域众多明亮星星中的一颗,但这种视觉上的普通掩盖了它的本质:这是一个怪物。

它就是我们所说的o型恒星,是当今宇宙中质量最大的恒星之一。它的质量大约是太阳的20倍,直径大约是太阳的10倍,发出的光是太阳亮度的9万倍。如果用它替代我们的太阳,地球上的一天将延长大约一个小时。不过还好它离我们有560光年!

             但它被称为怪物的理由不止这些。天市右垣十一是一颗逃逸的恒星,这意味着它在太空中高速运动,而且比它周围的大多数恒星都要快。它可能曾经有过一个双星伴星,也就是在相互轨道上运行的另一颗恒星。那颗恒星爆炸后,另一条轨道突然下降的质量使得它就像投石机投出的一块石头,被抛入星系。

除了亮度,在可见光下,没有什么能让它与其他恒星区别开来。但对斯皮策来说,透过红外线,这颗星星的秘密一览无余。它正在穿越银河系的一个区域,该区域散落着尘埃、岩石颗粒和散落在恒星之间的碳物质。天市右垣十一就像发电站,辐射出一种强大的亚原子粒子风,就像太阳风一样,但强度要大得多;再加上自身高速运动,它穿过的尘埃中产生了巨大的冲击波。在恒星前方半光年的地方,一片可爱的、像蛛丝一样的尘埃被这种压力推成弧形,就像一块被铁匠捶打过的热铁片。

             

每每看到这张照片,我都难掩赞美之情。实在是太美了!这羽毛似的形状和颜色都通过红外线被转换成可见波,供我们欣赏。究其原因,是科学发展推动了人们对美的认知,是斯皮策太空望远镜带来了这样一种审美体验。

             

斯皮策太空望远镜的艺术作品与通过红外线看到的天空背景。

NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (IPAC)

 

当然,还有许多为之工作的人类。科学研究不是在真空中完成的,尽管从字面上来说宇宙研究确实是在“真空”中进行的。但是,科学研究是由人类完成的。这是人们,是科学家、工程师、公务员、承包商、实验室技术人员、机械师组成的团队,全力以赴造就了一台精确度和视线都保持完美准确度的机器……这些为之付出努力的人当然还有将其送入太空的德尔塔II火箭的工作人员。

大自然创造了遥远宇宙中的巨物,但是人类赋予了我们欣赏它们的能力。

晚安,斯皮策。我对参与这次任务的每一个人都致以真诚深切的感谢。这16年来的工作真的非常完美,好样的!

 

作者: Phil Plait

FY: Astro-星尘日记

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