Spitzer Space Telescope , satellite statunitense, quarto e ultimo della flotta di satelliti "Great Observatories" della National Aeronautics and Space Administration. Ha studiato il cosmo alle lunghezze d'onda dell'infrarosso. L'osservatorio Spitzer ha iniziato ad operare nel 2003 e ha trascorso più di 16 anni a raccogliere informazioni sull'origine, l'evoluzione e la composizione dei pianeti e dei corpi più piccoli, stelle, galassie e dell'universo nel suo insieme. È stato chiamato in onore di Lyman Spitzer, Jr., un astrofisico americano che in un articolo fondamentale del 1946 prevedeva la potenza dei telescopi astronomici che operano nello spazio.
Quiz Astronomia e spazio Quiz Quando è iniziata l'era spaziale? L'osservatorio Spitzer è stato lanciato il 25 agosto 2003 da un razzo Delta II. Per rimuovere la sonda dagli effetti della radiazione termica della Terra, è stata collocata in un'orbita eliocentrica, o solare, con un periodo di rivoluzione che la fa allontanare dalla Terra a una velocità di 0,1 unità astronomiche (15 milioni di km o 10 milioni di miglia ) per anno. Questa orbita differiva radicalmente dalle orbite terrestri basse usate dai Grandi Osservatori gemelli di Spitzer: il telescopio spaziale Hubble, il Compton Gamma Ray Observatory e il Chandra X-ray Observatory.
Il satellite era alto poco più di 4 metri (13 piedi) e pesava circa 900 kg (2.000 libbre). È stato costruito attorno a uno specchio primario interamente in berillio da 85 cm (33 pollici) che focalizzava la luce a infrarossi su tre strumenti: una fotocamera per uso generico nel vicino infrarosso, uno spettrografo sensibile alle lunghezze d'onda del medio infrarosso e un fotometro per immagini che effettua le misurazioni in tre bande del lontano infrarosso. Insieme, gli strumenti coprivano un intervallo di lunghezze d'onda da 3 a 180 micrometri. Questi strumenti hanno superato quelli utilizzati nei precedenti osservatori spaziali a infrarossi utilizzando come rilevatori array di grande formato con decine di migliaia di pixel.
Per ridurre le interferenze causate dalla radiazione termica dall'ambiente e dai propri componenti, gli osservatori spaziali a infrarossi richiedono un raffreddamento criogenico, tipicamente a temperature fino a 5 K (−268 ° C o −450 ° F). L'orbita solare di Spitzer ha semplificato il sistema criogenico del satellite allontanandolo dal calore della Terra. Gran parte del calore del satellite veniva irradiato nel vuoto freddo dello spazio, cosicché era necessaria solo una piccola quantità di prezioso liquido criogenico di elio per mantenere il telescopio alla sua temperatura operativa di 5-15 K (da -268 a -258 ° C, o da −450 a −432 ° F).
I risultati più sorprendenti delle osservazioni di Spitzer riguardavano i pianeti extrasolari. Poiché le stelle centrali attorno alle quali ruotano quei pianeti riscaldano i pianeti a circa 1.000 K (700 ° C o 1.300 ° F), i pianeti stessi hanno prodotto una radiazione infrarossa sufficiente per consentire a Spitzer di rilevarli facilmente. Spitzer ha determinato la temperatura e la struttura atmosferica, la composizione e la dinamica di diversi pianeti extrasolari. Spitzer ha anche osservato i transiti dei sette pianeti delle dimensioni della Terra nel sistema TRAPPIST-1, tre dei quali si trovano nella zona abitabile della stella, la distanza da una stella dove l'acqua liquida può sopravvivere sulla superficie di un pianeta.
Spitzer ha anche rilevato la radiazione infrarossa da sorgenti così lontane che in effetti sembrava quasi 13 miliardi di anni indietro nel tempo a quando l'universo aveva meno di 1 miliardo di anni. Spitzer ha mostrato che anche in quell'epoca primitiva alcune galassie erano già cresciute fino alle dimensioni delle galassie odierne e che devono essersi formate entro poche centinaia di milioni di anni dal big bang che ha dato vita all'universo circa 13,7 miliardi di anni fa. Tali osservazioni possono fornire prove rigorose delle teorie dell'origine e della crescita della struttura nell'universo in evoluzione.
Poiché Spitzer era sensibile alla radiazione infrarossa emessa dalla polvere, scoprì anche l'anello più esterno di Saturno, che si estende da 7,3 a 11,8 milioni di km (da 4,6 a 7,4 milioni di miglia) da Saturno ed è il più grande anello planetario del sistema solare. Questo anello di polvere nasce dagli impatti sulla luna Phoebe, e le particelle di questo anello che si muovono a spirale verso l'interno verso Saturno hanno causato la marcata asimmetria di luminosità tra i due emisferi di Giapeto.
Gli astronomi hanno continuato a utilizzare tutte le capacità di Spitzer fino al 15 maggio 2009, quando il liquido criogeno di elio era esaurito. Anche senza l'elio, tuttavia, l'esclusivo design termico di Spitzer e la sua orbita solare hanno assicurato che il telescopio e gli strumenti raggiungessero un nuovo equilibrio a una temperatura di soli 30 K (-243 ° C, o -405 ° F). A questa temperatura, i due array di rivelatori a lunghezza d'onda più corta di Spitzer hanno continuato a funzionare senza alcuna perdita di sensibilità. La missione criogenica di 5,5 anni di Spitzer è stata quindi seguita da una missione "warm Spitzer", che è durata fino alla disattivazione del satellite il 30 gennaio 2020.
