NASA其他的空间望远镜
斯皮策：高潮期的旺盛生命
David Tytell
尽管NASA重要的红外望远镜已入中年，它仍旧在转变着天文学家的头脑。
斯皮策一瞥：
名称：斯皮策空间望远镜（Spitzer Space Telescope）
发射：2003年8月25日
当前轨道：尾随地球（Earth-trailing）的日心轨道（以每年0.1天文单位的速度离地球而去）
望远镜：0.85米 f/12 Ritchey-Chrétien望远镜
仪器：红外照相机阵（Infrared Array Camera）、斯皮策多波段成像光度计（Multiband Imaging Photometer for Spitzer）、红外摄谱仪（Infrared Spectrograph）
网址：http://www.spitzer.caltech.edu
使用寿命：设计寿命21/2年，但有足够支撑51/2年运转的冷却剂
重要科学成果：寻找邻近恒星周围的碎片盘；普查了活动星系核和超高亮度红外星系；研究了早期宇宙中的年轻星系；详细测绘了邻近星系和银河系的中间盘（mid-plane）
2003年8月25日，当价值7.2亿美元的斯皮策红外空间望远镜发射升空的时候，沙子就开始在它的沙漏里奔流。为探测来自恒星和遥远星系的有限热量痕迹，斯皮策必须冷却到绝对温度10度以内。如果离开了液氦冷却剂，斯皮策3台设备中的2台根本就不能运行。
NASA的计划者希望这架望远镜能够运行21/2年。但有了它对冷却剂的有效使用、聪明灵活的观测时间表和现有的一些工程技巧，任务专家希望斯皮策在其杜瓦瓶干涸之前能维持上将近51/2年。
尽管如此，时间仍是重要问题，斯皮策的科学家也利用了所有可能时间的一大部分。如果你忽略掉望远镜在太空最初的几周测试时间，截止至去年8月，斯皮策只有3周时间没有工作。在超过90%的时间中，它都在采集数据、转向新的天体，或是将其观测结果传回地球（每月200亿字节）。计划负责人、NASA喷气推进实验室的Robert K. Wilson说：“望远镜的状态极好。”
迄今，斯皮策20%的观测时间都被用于从事半打的“遗产（Legacy）”计划，它们都是预先设计好的观测项目，以保证即使在斯皮策的寿命意外缩短的情况下，该任务仍能完成其最重要的科研目标。到去年9月为止，遗产计划96%的观测任务都已完成，但是最重要的是观测的质量。斯皮策红外摄谱仪的领导者、康奈尔大学的James R. Houck说：“我们先前没有料想到数据有如此丰富。利用这些数据，几乎每天都还有新的发现。”
遗产计划包括对邻近星系、银河系中间盘、行星系演化及其他天体的主要巡天工作。举例来说，银河系遗产红外中间盘卓越巡天（Galactic Legacy Infrared Mid-Plane Survey Extraordinaire，Glimpse）计划分析了尘埃遮掩之下的银河系中间部分的60%。
虽然对于可见光来说，富尘埃的云团是不透明的，但它们却容许红外线通过，并揭示出我们所在星系的有趣情况。按照领导科学家、威斯康星大学的Edward Churchwell的说法，Glimpse迄今最重要的成果是“发现了我们银河系中央的棒状结构比先前认为的更长，且与太阳与银心连线的夹角更大些”。Churchwell补充说，大多数星系中心的棒状结构都较短较粗，“而如果这一结果正确，将使我们的银河系归入很少的一类有着长而窄的棒的星系中去”。展望未来，Churchwell指出，Glimpse有潜力让我们在星系尺度上了解更多恒星形成的问题。
银河系的中间盘遍布恒星托儿所和超新星遗迹。（图片提供：Matthew Povich/Edward Churchwell/Glimpse Team/Robert Hurt）
斯皮策红外邻近星系巡天（Spitzer Infrared Nearby Galaxies Survey，SINGS）正在测绘宇宙中的星光和炽热的星际尘埃。当被问到目前他最钟情的发现时，SINGS计划的领导者、剑桥大学的Robert C. Kennicutt选择了“我们在星系中发现的不可思议的细节和结构的多样性。这些星系显示出了旋涡特征、气泡和我们简直完全没有预料到的有序结构。”
此外，Kennicutt补充道：“远方星系红外辐射的某些成分密切跟从着新近的恒星形成。对于我们来说，这使得绘制产星活动的分布图成为可能，并能够保证提供研究宇宙恒星形成史的有力工具。”
草帽星系的可见光（左，图片提供：NASA/STScI/Hubble Heritage Team）和红外（右，图片提供：NASA/JPL/R. Kennicutt/SINGS Team）图象，后者揭示出了来自有机芳香烃分子的辐射。
作为研究宇宙大尺度结构成因的努力，斯皮策大面积红外线河外巡天（Spitzer Wide-area Infrared Extragalactic Survey，SWIRE）正在巡视面积50平方度的天区。对SWIRE观测结果的分析正在进行中，而初期的结果是很有希望的。小组领导者、红外处理分析中心（Infrared Processing and Analysis Center）的Carol Lonsdale说：“最令我激动的是确定了最明亮的星暴天体和活动星系核的位置。我们将可以看到，在不同时代这些庞然大物分别是在什么环境中被发现的，因而也就能够将大质量星系和活动星系核的创生与宇宙结构的形成联系起来。”
可见光（上，图片提供：Robert Gendler）和红外线（下，图片提供：NASA/JPL/Karl Gordon）下的仙女星系，后者显示出了温暖的尘埃。
天文学家不很了解象我们这样的恒星系统是如何诞生的，但为了了解更多东西，斯皮策两项遗产计划——从分子云核到行星形成盘（From Molecular Cores to Planet-Forming Disks，c2d）和行星系的形成与演化（Formation and Evolution of Planetary Systems，FEPS）——的参与者正以先前不可能的方式深入观测原行星系的发源地。华盛顿卡内基研究所的Alycia J. Weinberger说：“我们正在探明恒星周围尘埃与时间的函数关系。”她解释道，尘埃的减少与行星的形成直接相关。原行星的太空石块互相的猛撞产生了这些尘埃。随着时间的增长，行星吸积了碎片并增大，这样的碰撞也越发稀少。
Weinberger说：“斯皮策超常的灵敏度使我们能探测到地面上不可能探测到的信号。最终，我们可以搞清成熟的碎片盘与行星之间的关系。”
斯皮策同样也在改变天文学家对邻近事物的认识。红外望远镜对深度撞击号与9P/坦普尔1彗星撞击的观测发现了原先从未在彗星中看见过的成分，这可能帮助行星科学家最终确定脏雪球是何时何地如何在太阳系中产生的。当这期Sky & Telescope杂志出版的时候，天文学家正在分析来自柯伊伯带天体2003 UB313的微弱热信号，以图确定这一被很多人称为太阳系第十大行星的天体的大小。
已入中年的斯皮策几乎没有减慢工作。现在望远镜正干劲十足地迎接预定观测时间的最后期限，而任务的计划者正在预想在液氦用尽之后能否再将望远镜用上几年。在它耗尽后，斯皮策反射并驱散多余热量的能力能使它的温度足以满足其红外照相机阵4个通道中两个（工作波段在3.6至4.5纳米之间）的运转，甚至是在没有液氦的情况下。斯皮策的科学家早已提议，在冷却剂耗尽后再小规模（译注：原文为“scaled-back”）运行两年。Wilson说：“所有迹象都表明，我们可以继续使用斯皮策，直到资金供应中断为止。”
副主编David Tytell认为，在新英格兰一月的很多早晨，气温经常低到足以操纵斯皮策的程度。
