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在未知迷霧里探索了 16 余年的“行星獵人”，留下了最后一張作品。
當?shù)貢r間 2020 年 3 月 17 日，美國國家航空航天局（NASA）公布了斯皮策太空望遠鏡（Spitzer Space Telescope，SST）在退役前捕獲到的最后一張鑲嵌圖。
作為 NASA 發(fā)射的四大太空望遠鏡之一，斯皮策太空望遠鏡于 2003 年 8 月 25 日發(fā)射，2020 年 1 月 25 日最后拍到了加州星云（California Nebula）圖像，最終于 2020 年 1 月 30 日正式退役。
實際上，宇宙中除了行星、彗星以外的幾乎所有延展型天體都屬于星云（Nebula），由氣體和塵埃組成。根據(jù)發(fā)光性質(zhì)，星云可劃分為發(fā)光氣體云、發(fā)射星云、反射星云及暗星云。
其中，「發(fā)射星云」（Emission nebula）其實可以簡單理解為由星際氣體組成的、會發(fā)光的云。發(fā)射星云附近的恒星發(fā)出的紫外線會電離星云內(nèi)的氫氣（HⅡ regions）等，令其發(fā)光——星云的顏色取決于具體的化學組成和被游離的量，由于在星際間的氣體絕大部分都是只要較低能量就能游離的氫，所以不少發(fā)射星云都呈紅色。如果有更高的能量電離其他元素，那么綠色、藍色都可能出現(xiàn)。
而斯皮策太空望遠鏡最后捕獲到的「加州星云」便是一種發(fā)射星云。
長約 100 光年的加州星云因與美國加州的外觀相似而得名，又名 NGC 1499，和太陽一樣位于銀河系獵戶臂內(nèi)，二者相距 1500 光年。
據(jù)此前曾拍攝到的圖像（如上圖）顯示，加州星云帶有明顯的紅色光芒，這是氫原子被電離掉一個電子之后，又再次“失而復(fù)得”，從而輻射出來的光。
而在斯皮策太空望遠鏡拍攝到的加州星云圖像中，兩側(cè)的紅色和藍色帶代表兩種不同波長的光，而灰色區(qū)域顯示了兩種波長。
值得一提的是，斯皮策太空望遠鏡共同隸屬于美國宇航局和加州理工學院，主要由加州理工學院斯皮策科學中心管理運營，其數(shù)據(jù)存檔在加州理工學院 IPAC 的紅外科學檔案館，因此，其職業(yè)生涯中捕獲到的最后一張加州星云圖，無疑是對其團隊的最好致敬。
【斯皮策太空望遠鏡工程團隊】
斯皮策太空望遠鏡，以太空望遠鏡概念的提出者、可控核聚變設(shè)備仿星器（stellarator）發(fā)明者、美國天文學家、理論物理學家萊曼·斯皮策（Lyman Spitzer, Jr.）的名字命名。
但實際上，萊曼·斯皮策的名字卻常常與 NASA 的另一架望遠鏡哈勃空間望遠鏡（Hubble Space Telescope，HST）同時出現(xiàn)在大眾視野，一生以以空間望遠鏡為事業(yè)的萊曼·斯皮策甚至被稱為“哈勃望遠鏡之父”：
1946 年，萊曼·斯皮策在一篇題為《在地球之外的天文觀測優(yōu)勢》的論文中明確提出把望遠鏡放入太空以消除地球大氣層遮蔽效應(yīng)的建議，這可以說是哈勃空間望遠鏡觀測方案的最初構(gòu)想。
1962 年，美國國家科學院在一份報告中推薦將空間望遠鏡做為未來太空計劃的一部分，隨后在 1965 年，美國建立了一個旨在建造空間望遠鏡的科學委員會，萊曼·斯皮策被任命為主任委員；
1980 年初，不久后將要發(fā)射的空間望遠鏡被命名為哈勃，以紀念 20 世紀初期發(fā)現(xiàn)宇宙膨脹的天文學家艾德溫·哈勃；
1990 年 4 月 24 日，哈勃空間望遠鏡發(fā)射。
雷鋒網(wǎng)了解到，不斷刷新人類對宇宙的認知的，除了大名鼎鼎的哈勃空間望遠鏡，NASA 發(fā)射的斯皮策太空望遠鏡、康普頓太空望遠鏡和錢德拉 X 射線太空望遠鏡也同樣功不可沒，他們甚至被稱為太空望遠鏡中的“四大天王”。
其中，斯皮策太空望遠鏡的與眾不同，也許從出場方式開始就有所顯現(xiàn)：
哈勃太空望遠鏡：1990 年被發(fā)現(xiàn)號航天飛機送上太空；
康普頓太空望遠鏡：1991 年被亞特蘭蒂斯號航天飛機送上太空；
錢德拉 X 射線太空望遠鏡：1999 年被哥倫比亞號航天飛機送上太空；
斯皮策太空望遠鏡：原本要搭載升空的哥倫比亞號航天飛機于 2003 年 2 月 1 日在美國得克薩斯州北部上空解體墜毀，7 名宇航員全部遇難，因此于同年 8 月發(fā)射的斯皮策太空望遠鏡并未搭載任何航天飛機。
【哥倫比亞號航天飛機】
值得一提的是，其運行軌道非常獨特，始終位于地球背面，與地球保持同樣的角速度繞太陽旋轉(zhuǎn)。這一巧妙的設(shè)計使得該望遠鏡免受太陽直射，相當于為望遠鏡提供了一個天然冷卻源，從而少攜帶一些液氦，不僅減輕了自重，也節(jié)省了成本。
此外，斯皮策太空望遠鏡總長約 4.45 米，重量為 950 千克，主鏡口徑 85 厘米，包括 3 臺觀測儀器：
紅外陣列相機（IRAC），大小為 256×256 像素，在 3.6、4.5、5.8、8 微米四個波段工作；
紅外攝譜儀（IRS），由 4 個模塊組成，分別工作在 5.3-14 微米（低分辨率）、10-19.5 微米（高分辨率）、14-40 微米（低分辨率）、19-37 微米（高分辨率）；
多波段成像光度計（MIPS），在遠紅外波段工作，由 3 個探測器陣列組成，大小分別為 128×128 像素（24 微米）、32×32 像素（70 微米）、2×20 像素（160 微米）。
根據(jù)上述配置不難看出，斯皮策空間望遠鏡的最大特點便是「紅外觀測」。
實際上，向太空發(fā)射紅外觀測望遠鏡，對進一步了解銀河系核心、恒星演化、系外行星等意義非凡。
一方面，不少天體（如暗星云、星際塵埃、褐矮星、紅移星系）不能發(fā)出可見光、只能發(fā)出紅外線光譜，只能靠紅外天文觀測；另一方面，由于星際塵埃、氣體等對可見光的阻擋，地球上無法直接觀測到銀河系中心區(qū)域。
原本計劃執(zhí)行至少 2.5 年主要任務(wù)的斯皮策太空望遠鏡，最終運行時間遠遠超出了其設(shè)計壽命。
由此可見，NASA 宣布斯皮策太空望遠鏡退役，其實也在情理之中。
據(jù)悉，2009 年 5 月 15 日，斯皮策望遠鏡自帶的冷卻劑耗盡，遠紅外波段觀測因此停止。這是由于，只有在溫度低于零下 268°C（5.5K）時，遠紅外觀測效果才最佳。
面對這一問題，NASA 和加州理工學院團隊實際上也無可奈何——斯皮策望遠鏡處于一個環(huán)日軌道上，由地球引力牽引，以每年 0.1 個天文單位（1500 萬公里）的速度遠離地球，好在其紅外陣列相機的 4 個攝像頭中還剩 2 個可以準確捕獲圖像并精準傳回。
實際上，NASA 也曾官方回應(yīng)過斯皮策太空望遠鏡退役的原因：
斯皮策太空望遠鏡繞太陽運行的軌道跟地球相似，不過運行速度略慢一些。目前（2019 年 6 月）它在地球后面大約 2.54 億公里的地方運行，是地球跟月球距離的 600 多倍。這個距離，再加上它的軌道曲線，意味著當望遠鏡將固定天線指向地球下載數(shù)據(jù)或接收指令時，它的太陽能電池板就會遠離太陽。在這段時間里，望遠鏡必須依靠太陽能和電池的結(jié)合才能運行。也就是說，如果不是因為望遠鏡和地球之間的距離持續(xù)增長，繼續(xù)運行并不成什么問題。
不過，雖然斯皮策太空望遠鏡的使命結(jié)束了，但它為預(yù)計于 2021 年 3 月發(fā)射的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的觀測任務(wù)打下了堅實的基礎(chǔ)。
相比于哈勃望遠鏡，斯皮策太空望遠鏡雖默默無聞，但作為人類送入太空的最大紅外望遠鏡、大型軌道天文臺計劃的最后一臺空間望遠鏡，的確也是碩果累累。
最后，讓我們來欣賞一組「斯皮策時代」那些撼動人心的作品。
銀河系中最大的超新星遺跡之一。
“宇宙巨眼”螺旋星云。
第一次直接觀測到系外行星。
探測到了最遠的行星，距離地球約 13000 光年。
距離土星約 600 萬千米的土星環(huán)。
首次在一顆瀕臨死亡的恒星周圍，發(fā)現(xiàn)了巴基球。
首次識別了系外行星大氣分子成分。
迄今兩個最遙遠的超大質(zhì)量黑洞，距離我們約 130 億光年。
引用來源：
[1]https://www.cnet.com/news/nasa-spitzer-telescope-gives-us-one-final-ethereal-nebula-image/
[2]https://www.cnet.com/pictures/nasa-spitzer-telescope-celebrates-16-years-of-astounding-images/
[3]https://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?release=2020-073
[4]https://www.nasa.gov/feature/jpl/how-nasas-spitzer-has-stayed-alive-for-so-long
[5]https://zhuanlan.zhihu.com/p/42938474
[6]https://mp.weixin.qq.com/s/kh1HlfYKHjJWry1hJdy0Ng
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