Weltraumteleskop Spitzer

Spitzer Space Telescope (SIRTF)

Spitzer bei den Startvorbereitungen

Start von SIRTF mit einer Delta II 7920H-9.5

Das Spitzer-Weltraumteleskop (engl. Spitzer Space Telescope, SST), früher SIRTF (von engl. Space Infrared Telescope Facility) genannt, ist ein nach dem Astrophysiker Lyman Spitzer benanntes extraterrestrisches Infrarotteleskop. Es wurde am 25. August 2003 noch unter dem Namen SIRTF mit einer Delta II 7920H-9.5-Rakete von Cape Canaveral aus gestartet und dann umbenannt. Es ist neben dem Hubble Space Telescope, dem Chandra X-Ray Observatory und dem Compton Gamma Ray Observatory Teil des Great Observatory Program der NASA. Spitzer ist für eine Lebensdauer von 5 Jahren konzipiert. Anfang bis Mitte 2009 wird das Kühlmittel für die Detektoren verdampft sein.

Aufbau und Mission

Der vom Spitzer-Weltraumteleskop abgedeckte Infrarotbereich liegt zwischen 3 und 180 µm. Dieser Teil der elektromagnetischen Strahlung ermöglicht Einblicke in Regionen, durch welche kein sichtbares Licht dringen kann. Jedoch verhindert die Erdatmosphäre ihrerseits größtenteils das Durchdringen der Infrarotstrahlung und daher ist diese mit erdgebundenen Teleskopen nicht zu beobachten. Das Teleskop besteht aus einem 0,85 m großen Hauptspiegel und einem kleineren zweiten Spiegel aus Beryllium. Als Detektoren befinden sich drei Instrumente an Bord:

• IRAC (von engl. Infrared Array Camera), eine Infrarotkamera, die simultan vier Kanäle mit den Wellenlängen 3,6 µm, 4,5 µm, 5,8 µm und 8 µm aufnehmen kann. Das Gesichtsfeld beträgt 5,12 × 5,12 Bogenminuten und die Auflösung liegt bei 256 x 256 Pixel.

• IRS (von engl. Infrared Spectrograph),ein Infrarot-Spektrometer mit vier Unter-Modulen, die die Wellenlängenbereiche 5,3 bis 14 µm (niedrig auflösend), 10 bis 19,5 µm (hoch auflösend), 14 bis 40 µm (niedrig auflösend) und 19 bis 37 µm (hoch auflösend) abdecken.

• MIPS (von engl. Multiband Imaging Photometer for Spitzer) besteht aus drei Detektor-Arrays im fernen Infrarotbereich (128 × 128 Pixel bei 24 µm, 32 × 32 Pixel bei 70 µm, 2 × 20 Pixel bei 160 µm), die neben Bildern auch spektroskopische Daten liefern sollen. Das Gesichtsfeld variiert dabei zwischen 5 × 5 Bogenminuten bei kürzeren Wellenlängen und 5 × 0,5 Bogenminuten bei längeren Wellenlängen.

Um störende Wärmeeinstrahlung auf die Infrarot-Detektoren zu verhindern, werden das Teleskop und die Instrumente mit einem Helium-Kryostaten auf eine Temperatur möglichst nahe dem absoluten Nullpunkt gekühlt. Um die störende Wärmeeinstrahlung von der Erde zu vermeiden, bewegt sich das Teleskop nicht in einem Erdorbit, sondern in einem heliozentrischen, der Erdbahn folgenden Orbit, es ist also kein Erdsatellit. Das Solarzellen-Array und Hitzeschilde schirmen das Teleskop vor Wärmestrahlung der Sonne und den wärmeren Teilen der Raumsonde ab.

In dem vom Spitzer-Teleskop untersuchten Infrarotbereich werden u.a. astrophysikalische Erkenntnisse zu protoplanetaren Scheiben und Vorgängen bei der Entstehung von Planetensystemen gewonnen. Auch das Verständnis von Braunen Zwergen, Infrarotgalaxien, aktiven galaktischen Kernen sowie der Vorgänge im frühen Universum soll von der Mission profitieren.

Erfolge

• Im Herbst 2005 erhielt man aus einer Aufnahme im Sternbild Drachen nach Ausfilterung der Störsignale von nahen Galaxien ein Bild des frühen Universums, das – in Übereinstimmung mit den gängigen Theorien – die Clusterbildung früher Sterne zeigt (siehe hierzu Urknall, Millennium-Simulation).
• Anfang 2006 erhielt man durch die Kombinationen von mehreren tausend Einzelaufnahmen einen bisher nicht dagewesenen Einblick in das Zentrum unserer Milchstraße, welches im sichtbaren Licht (Hubble Space Telescope) durch interstellaren Staub verdeckt ist.^[1]
• Mit Hilfe von Aufnahmen vom Oktober 2006 konnte man in den Monaten darauf eine relativ detaillierte Temperaturkarte (ähnlich dem Bild einer Wärmebildkamera) von HD 189733b erstellen.^[2]
• Mai 2007: Innerhalb kürzester Zeit hat Spitzer viele Tausend bislang unbekannte Zwerggalaxien aufgespürt. Der Fund gelang im Coma-Galaxienhaufen in 320 Millionen Lichtjahren Entfernung.^[3]
• Anfang 2008 wurde bei AA Tauri eine protoplanetare Scheibe aus organischem Material sowie in der Atmosphäre des Exoplaneten bei HD 189733b Methangas gefunden.^[4] Solche für die Astronomie und Kosmochemie überaus wertvolle Nachweise organischen Materials auf astronomischen Objekten gelingen mit Hilfe der IR-Spektroskopie, ähnlich wie in der Analytik und der Chemie.
• Nachdem man im Februar 2007 noch kein Wasser in der Atmosphäre von HD 189733b nachweisen konnte^[5] fand man kurz darauf im Juli 2007 doch Wasserdampf auf HD 189733b.^[6] Im Dezember 2008 lieferte Spitzer den "bislang besten Beweis" für Wasser außerhalb unseres Sonnensystems auf diesem Planeten.^[7]
• Im Dezember 2008 zeigte ein eindrucksvolle Aufnahme die Zerstörung protoplanetarer Scheiben neu entstandener Sterne durch die Sonnenwinde anderer massereicher Sterne.^[8]

Siehe auch

• Lyman Spitzer
• Space Interferometry Mission

weitere Satelliten aus dem "Great Observatory Programm":

• Hubble-Weltraumteleskop
• Compton Gamma Ray Observatory
• Chandra X-Ray Observatory

weitere Infrarot-Weltraumteleskope:

• IRAS,
• ISO,
• Herschel
• James Webb Space Telescope (ab 2013)

Literatur

• L. Armus, W. T. Reach: The Spitzer Space Telescope - new views of the cosmos. Astronomical Society of the Pacific, San Francisco 2006, ISBN 978-1-58381-225-9

Weblinks

• http://www.astris.de/raumfahrt/spitzer.html – Spitzer
• http://www.raumfahrer.net/raumfahrt/raumsonden/sirtf.shtml – SIRTF - Das letzte der Großen Teleskope
• http://www.spitzer.caltech.edu/ – Spitzer-Weltraumteleskop Homepage (englisch)
• http://www.nasa.gov/centers/jpl/missions/spitzer.html – Missionsüberblick des SIRTF (englisch)
• http://planet4589.org/space/misc/sirtf/sirtf.html SIRTF's Orbit (englisch)

Quellenangaben

1. ↑ Whitney Clavin: Spitzer Captures Our Galaxy's Bustling Center. Abgerufen am 26. Januar 2009.
2. ↑ Stefan Deiters: Stürmische Winde auf HD 189733b. Abgerufen am 26. Januar 2009.
3. ↑ Stefan Deiters: Viele Tausend Galaxien auf einen Streich. Abgerufen am 28. Mai 2007.
4. ↑ FAZ, 26. März 2008, S. N1
5. ↑ Stefan Deiters: Trockener und staubiger als gedacht. Abgerufen am 26. Januar 2009.
6. ↑ Stefan Deiters: Wasserdampf in ferner Atmosphäre. Abgerufen am 26. Januar 2009.
7. ↑ Rainer Kayser: Wasser in der Atmosphäre von HD 189733b. Abgerufen am 26. Januar 2009.
8. ↑ Stefan Deiters: Planetenembryos leben gefährlich. Abgerufen am 26. Januar 2009.