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斯皮策太空望远镜（红外望远镜）

次浏览 | 更新时间：2023-05-16

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斯皮策太空望远镜

红外望远镜

斯皮策太空望远镜（Spitzer Space Telescope，缩写为SST）由美国国家航空航天局于2003年8月发射，是人类送入太空最大的红外望远镜，也是大型轨道天文台计划的最后一台空间望远镜。该望远镜隶属于美国宇航局和加州理工学院。斯皮策太空望远镜是美国宇航局发射的四大太空望远镜之一。

“斯皮策“太空望远镜的命名是为了纪念天体物理学家——莱曼·斯皮策。他在20世纪60年代首先提出把望远镜放入太空以消除地球大气层遮蔽效应的建议，这直接造就了“哈勃”太空望远镜的诞生。

基本信息

中文名	斯皮策太空望远镜
类型	里奇-克莱琴望远镜
航天产品类别	其他
质量	950 千克
发射时间	2003年8月

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工作原理

运行轨道

斯皮策太空望远镜

“斯皮策太空望远镜”是第一台与地球同步运行的太空望远镜，它计划在太空中服务5年，但NASA希望它的工作寿命能够延长。

它的轨道也非常独特，是躲在地球的后面，与地球保持同样的角速度绕太阳旋转。这个轨道可使望远镜免受太阳的直接照射，等于给望远镜提供了一个天然的冷却源，这样就可以少带一些液氦，不仅减轻了望远镜自身的重量，同时也节省了资金。

红外波观测

虽然斯皮策与哈勃都是太空望远镜，但是哈勃以光学观测为主，而斯皮策则以观测天体红外波段为主。所谓红外，说的是望远镜能够探测到目标发出的红外辐射。斯皮策的红外探测灵敏度极高，波长在3微米至180微米之间的红外辐射都能尽收“眼”底。而这个波段因其范围内的辐射抵达地面时会被地球大气层阻挡，一向是地面望远镜的“盲区”。因此斯皮策能探测到宇宙中那些难以感知到的天体，比如一些暗淡的小型恒星。与光学天文观测设备相比，斯皮策的红外之“眼”能够穿透尘埃、气体，看到其背后隐藏的无限奥秘。

组成部分

斯皮策空间望远镜总长约4.45米，重量为950千克，主镜口径为85厘米，用铍制作。除此之外还有3台观测仪器，分别为：

1、红外阵列相机（IRAC），大小为256×256像素，工作在3.6、4.5、5.8和8微米4个波段。

2、红外摄谱仪（IRS），由4个模块组成，分别工作在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）和19-37微米（高分辨率）。

3、多波段成像光度计（MIPS），工作在远红外波段，由3个探测器阵列组成，大小分别为128×128像素（24微米）、32×32像素（70微米）和2×20像素（160微米）。

4、为避免望远镜本身发出的红外线干扰，主镜温度冷却到了5.5K。望远镜本身还装有一个保护罩，为的是避免太阳和地球发出的红外线干扰。

5、银盘上充满了大量的尘埃和气体，阻挡了可见光，因此在地球上无法直接用光学望远镜观测到银河系中心附近的区域。红外线的波长比可见光长，能够穿透密集的尘埃，因此红外观测能够帮助人们了解银河系的核心、恒星形成，以及太阳系外行星系统。

由于采用了大型红外探测器阵列技术，这个价值约12亿美元的太空红外望远镜可以将观测范围扩展上百万倍，甚至能够穿越气团和尘埃去分析恒星的诞生和死亡，帮助科学家揭开未知天体的神秘面纱，推算了解宇宙早期的模样。

科学目标

第一，寻找太阳系之外的行星。这是天文学家多年以来持之以恒的一个努力方向。在可见光波段很难发现它们，因为行星的光芒会被恒星的光芒淹没。而在红外波段，恒星与行星的光谱特征具有明显的区别，所以在红外波段就可能比较容易发现太阳系以外其他恒星周围的行星。

第二，探索行星是怎样形成的。按照流行的理论，行星是在恒星周围的尘埃盘中形成的。通过观察不同演化阶段的尘埃盘，得出有关行星形成的过程。这项工作在可见光波段也很难完成，因为尘埃的遮挡使我们看不清那里发生了什么事情。红外观测则能够穿透尘埃的阻挡，揭示出那里面的奥秘。

第三，研究陌生的河外星系。在“斯皮策”升空之前，欧洲的“红外天文卫星”发现一些在红外波段辐射很强而可见光辐射却很弱的河外星系，这些星系大多数都是正在合并或者正在发生相互作用的星系。还有一些星系具有一个能够释放巨大能量的星系核，叫做活动星系。人类对于具有强烈红外辐射的星系和活动星系都还了解得比较少，“斯皮策”的第三项科学目标就是大力开展对这些陌生星系的观测和研究，以便更深入地了解它们。

第四，观测遥远星系，揭示早期宇宙图景。哈勃空间望远镜曾经拍摄到130亿光年之遥的宇宙深空，那里密密麻麻分布着很多星系。远在130亿光年之遥的光需要130亿年的时间才能到达我们这里，所以我们看到的应该是130亿年以前宇宙的图景。“哈勃”的观测集中在可见光和紫外波段，“斯皮策”的观测集中在红外波段，两者的结合将得到更加完美的观测成果。

观测成果

UCF-1.01行星的假想图

2009年8月，美国宇航局太空网称天文学家利用斯皮策望远镜发现两颗围绕一颗年轻恒星运行的行星，他们曾在数千年前发生过相撞。

2010年3月，由樊晓辉（XiaohuiFan)领导的研究小组利用斯皮策太空望远镜发现的两个最小的类星体，分别是J0005-0006类星体和J0303-0019类星体，距离地球130亿光年。美国宇航局的钱德拉X射线天文台也观测到了其中一个类星体发射出的X射线。当围绕在类星体周围的气体被吞噬时，类星体会发射出X射线、紫外线和可见光。

研究人员观测到类星体中尘埃的数量和黑洞质量一起都在增加。研究人员发现J0005-0006类星体和J0303-0019类星体中心黑洞的质量最小，表明这两个类星体还非常年轻，在这一时期，它们周围还没有尘埃产生。

北京时间2012年10月8日，据英国《每日邮报》报道，天文学家们最近给出了有关宇宙膨胀速度迄今最为精确的测量值。一个科学家小组使用美国宇航局斯皮策空间望远镜进行的最新测量显示，宇宙的膨胀速度约为46英里(74公里)每秒·每百万秒差距(更精确的数值为：74.3±2.1(km/s)/Mpc)。

2022年12月18日，据新华社消息，蒙特利尔大学研究人员利用哈勃空间望远镜和斯皮策空间望远镜观测开普勒-138行星系统后发现，太阳系外一个行星系统中的两颗行星可能主要由水构成。

拍摄图片

2012年5月，为了庆祝斯皮策太空望远镜超龄服役1000天，美国宇航局对其拍摄的红外太空照片以及利用其观测数据绘制的图像进行了评比，评选出十佳红外太空图，包括展现银河系、天鹅座、螺旋星云、草帽星系以及宇宙龙卷风在内的精彩图片纷纷榜上有名。

新闻

螺旋星云

好像一个巨大的眼镜，由美国宇航局的斯皮策太空望远镜拍摄。2003年8月25日，斯皮策望远镜发射升空，负责观测厚厚的尘云、朦胧的银河系核心以及宇宙内的其他隐秘区域。这架望远镜造价22亿美元，装有3台仪器，能够观测到人眼看不到的红外线。宇航局最初认为斯皮策望远镜的寿命为5年。根据科学家2008的预计，这架望远镜用于将其降至接近绝对零度的低温致冷剂即将耗尽。然而，在2009年5月15日耗尽低温致冷剂之后，斯皮策望远镜的红外阵列照相机仍能正常工作。这幅展现距地球大约650光年的螺旋星云的照片便由它拍摄。斯皮策项目组成员、哈佛大学的约瑟夫·霍拉表示：“这个星云内的红外线本质上是来自温暖尘埃和气体的热量。”

2012年，7月18日，美国航天局宣布，天文学家利用该局的“斯皮策”太空望远镜发现一颗大小只有地球三分之二的太阳系外行星。这颗行星名为UCF1.01，距地球约33光年，表面温度非常高，可能是与太阳系距离最近的小于地球的系外行星。

2014年4月24日，据国外媒体报道，美国宇航局的斯皮策太空望远镜首次拍到银河系“郊外”的年轻恒星影像。拍摄这些照片是“银河遗产红外中平面观测”计划(以下简称Glimpse 360)的一部分。Glimpse 360计划旨在对银河系地形进行测绘。

退役

斯皮策太空望远镜于2003年发射升空，任务是研究红外线中的宇宙。在经历了16年令人惊叹的图像和科学发现之后，美国宇航局（NASA）斯皮策太空望远镜任务将于2020年1月30日退役。

参考资料

[1]

美“斯皮策”太空望远镜正式“退役”[引用日期2020-02-13]

[2]

斯皮策太空望远镜[引用日期2020-01-31]

[3]

太阳系外发现两个潜在“水世界” · 今日头条-新华社[引用日期2022-12-18]

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