Inizialmente programmato per una missione primaria di minimo 2,5 anni, Lo Spitzer Space Telescope della NASA è andato ben oltre la sua durata prevista e sta ancora andando forte dopo 15 anni.

Lanciato in un'orbita solare il 25 agosto, 2003, Spitzer è stato l'ultimo dei quattro Grandi Osservatori della NASA a raggiungere lo spazio. Il telescopio spaziale ha illuminato alcune delle galassie più antiche dell'universo, ha rivelato un nuovo anello intorno a Saturno, e sbirciava attraverso teli di polvere per studiare stelle appena nate e buchi neri. Spitzer ha assistito alla scoperta di pianeti oltre il nostro sistema solare, compreso il rilevamento di sette pianeti delle dimensioni della Terra in orbita attorno alla stella TRAPPIST-1, tra le altre realizzazioni.

"Nei suoi 15 anni di attività, Spitzer ha aperto i nostri occhi a nuovi modi di vedere l'universo, " ha detto Paul Hertz, direttore della Divisione di Astrofisica presso la sede della NASA a Washington. "Le scoperte di Spitzer si estendono dal nostro cortile planetario, ai pianeti intorno ad altre stelle, fino ai confini dell'universo. E lavorando in collaborazione con gli altri Grandi Osservatori della NASA, Spitzer ha aiutato gli scienziati a ottenere un quadro più completo di molti fenomeni cosmici".

Uno sguardo nel passato

Spitzer rileva la luce infrarossa, il più delle volte radiazione di calore emessa da oggetti caldi. Sulla terra, la luce a infrarossi viene utilizzata in una varietà di applicazioni, compresi gli strumenti per la visione notturna.

Con la sua visione a infrarossi e l'elevata sensibilità, Spitzer ha contribuito allo studio di alcune delle galassie più lontane dell'universo conosciuto. La luce di alcune di quelle galassie ha viaggiato per 13,4 miliardi di anni per raggiungere la Terra. Di conseguenza, gli scienziati vedono queste galassie come erano meno di 400 milioni di anni dopo la nascita dell'universo.

Tra questa popolazione di antiche galassie c'è stata una sorpresa per gli scienziati:galassie "big baby" che erano molto più grandi e più mature di quanto gli scienziati pensavano potessero essere le galassie in formazione precoce. Grande, si pensa che le galassie moderne si siano formate attraverso la graduale fusione di galassie più piccole. Ma le galassie "big baby" hanno mostrato che enormi raccolte di stelle si sono formate molto presto nella storia dell'universo.

Gli studi di queste galassie molto distanti si sono basati sui dati sia di Spitzer che del telescopio spaziale Hubble, un altro dei Grandi Osservatori della NASA. Ciascuno dei quattro Grandi Osservatori raccoglie la luce in un diverso intervallo di lunghezze d'onda. Combinando le loro osservazioni di vari oggetti e regioni, gli scienziati possono ottenere un quadro più completo dell'universo.

"Il programma dei Grandi Osservatori è stato davvero un concetto brillante, " ha detto Michael Werner, Scienziato del progetto Spitzer presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA a Pasadena, California. "L'idea di ottenere immagini o dati multispettrali sul fenomeno astrofisico è molto convincente, perché la maggior parte dei corpi celesti produce radiazioni in tutto lo spettro. Una galassia normale come la nostra Via Lattea, Per esempio, irradia tanta luce infrarossa quanta luce di lunghezza d'onda visibile. Ogni parte dello spettro fornisce nuove informazioni".

Nuovi mondi

Negli ultimi anni, gli scienziati hanno utilizzato Spitzer per studiare gli esopianeti, o pianeti in orbita attorno a stelle diverse dal nostro Sole, anche se questo non era qualcosa che i progettisti del telescopio avevano previsto.

Con l'aiuto di Spitzer, ricercatori hanno studiato pianeti con superfici calde come stelle, altri pensavano di essere congelato solido, e molti in mezzo. Spitzer ha studiato alcuni degli esopianeti conosciuti più vicini alla Terra, e alcuni degli esopianeti più distanti mai scoperti.

Spitzer ha anche svolto un ruolo chiave in una delle scoperte di esopianeti più significative della storia:il rilevamento di sette, pianeti più o meno delle dimensioni della Terra in orbita attorno a una singola stella. Il sistema planetario TRAPPIST-1 era diverso da qualsiasi sistema solare alieno mai scoperto, con tre dei suoi sette pianeti situati nella "zona abitabile, " dove la temperatura potrebbe essere quella giusta per l'esistenza di acqua liquida sulla superficie dei pianeti. La loro scoperta è stata un passo allettante nella ricerca della vita altrove nell'universo.

"Lo studio dei pianeti extrasolari era ancora agli inizi quando Spitzer è stato lanciato, ma negli ultimi anni, spesso più della metà del tempo di osservazione di Spitzer viene utilizzato per studi di esopianeti o ricerche di esopianeti, " ha detto Lisa Storie-Lombardi, Project manager di Spitzer al JPL. "Spitzer è molto bravo a caratterizzare gli esopianeti, anche se non è stato progettato per farlo."

Alcune altre importanti scoperte fatte utilizzando il telescopio spaziale Spitzer includono:

— Il più grande anello conosciuto intorno a Saturno, un ciuffo, struttura fine con 300 volte il diametro di Saturno.

— Prima mappa meteorologica di un esopianeta delle variazioni di temperatura sulla superficie di un esopianeta gassoso. I risultati hanno suggerito la presenza di forti venti.

— Scontri di asteroidi e pianeti. Spitzer ha trovato prove di diverse collisioni rocciose in altri sistemi solari, compreso un pensiero per coinvolgere due grandi asteroidi.

— Ricetta per "zuppa di cometa". Spitzer ha osservato le conseguenze della collisione tra la navicella spaziale Deep Impact della NASA e la cometa Tempel 1, trovare quel materiale cometario nel nostro sistema solare assomiglia a quello intorno alle stelle vicine.

— Le tane nascoste delle stelle appena nate. Le immagini a infrarossi di Spitzer hanno fornito viste senza precedenti nelle culle nascoste dove crescono le giovani stelle, rivoluzionando la nostra comprensione della nascita stellare.

— Buckyballs nello spazio. I Buckyball sono molecole di carbonio a forma di pallone da calcio scoperte durante ricerche di laboratorio con molteplici applicazioni tecnologiche sulla Terra.

— Enormi ammassi di galassie. Spitzer ha identificato molti ammassi di galassie più distanti di quelli precedentemente conosciuti.

— Una delle mappe più estese della galassia della Via Lattea mai compilate, inclusa la mappa più accurata della grande barra di stelle al centro della galassia, creato utilizzando i dati Spitzer dal progetto Galactic Legacy Mid-Plane Survey Extraordinaire, o SGUARDO.

Un lungo viaggio

Spitzer ha registrato oltre 106, 000 ore di tempo di osservazione. Migliaia di scienziati in tutto il mondo hanno utilizzato i dati di Spitzer nei loro studi, e i dati di Spitzer sono citati in più di 8, 000 articoli pubblicati.

La missione principale di Spitzer è durata 5,5 anni, durante il quale la navicella ha operato in una "fase fredda, " con una fornitura di elio liquido che raffredda tre strumenti di bordo appena sopra lo zero assoluto. Il sistema di raffreddamento ha ridotto il calore in eccesso dagli strumenti stessi che potrebbe contaminare le loro osservazioni. Ciò ha conferito a Spitzer una sensibilità molto elevata per gli oggetti "freddi".

Nel luglio 2009, dopo che la scorta di elio di Spitzer si è esaurita, la navicella è entrata in una cosiddetta "fase calda". Lo strumento principale di Spitzer, chiamata Infrared Array Camera (IRAC), ha quattro fotocamere, due dei quali continuano a funzionare nella fase calda con la stessa sensibilità che hanno mantenuto durante la fase fredda.

Spitzer orbita attorno al Sole in un'orbita che segue la Terra (nel senso che si trascina letteralmente dietro la Terra mentre il pianeta orbita attorno al Sole) e ha continuato a cadere sempre più indietro rispetto alla Terra durante la sua vita. Questo ora rappresenta una sfida per il veicolo spaziale, perché mentre sta scaricando dati sulla Terra, i suoi pannelli solari non sono direttamente rivolti verso il sole. Di conseguenza, Spitzer deve utilizzare la batteria durante il download dei dati. Le batterie vengono quindi ricaricate tra i download.

"Spitzer è più lontano dalla Terra di quanto avessimo mai pensato che sarebbe stato mentre era ancora in funzione, " ha detto Sean Carey, direttore dello Spitzer Science Center al Caltech di Pasadena, California. "Questo ha posto alcune vere sfide al team di ingegneri, e sono stati estremamente creativi e pieni di risorse per far funzionare Spitzer ben oltre la sua durata prevista".

Nel 2016, Spitzer è entrato in una missione estesa soprannominata "Spitzer Beyond". Il veicolo spaziale è attualmente programmato per continuare le operazioni fino a novembre 2019, più di 10 anni dopo essere entrato nella sua fase calda.