Raffigurazione dello Spitzer Space Telescope, con un’immagine a infrarossi del piano galattico della Via Lattea, ottenuta dal satellite, sullo sfondo. Crediti: Nasa / Jpl
Il 25 agosto 2018 il telescopio spaziale Spitzer compie 15 anni. Non è forse noto quanto il suo fratello maggiore Hubble, ma non è da meno. È uno dei quattro grandi osservatori spaziali della Nasa, l’ultimo a raggiungere lo spazio, dove orbita intorno al Sole trascinato dalla Terra. Osserva il cielo nella luce infrarossa, la radiazione spesso dovuta al calore emesso da oggetti caldi che utilizziamo, ad esempio, negli strumenti per la visione notturna.
«Nei suoi 15 anni di attività, Spitzer ha aperto i nostri occhi a nuovi modi di vedere l’universo», afferma 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 attorno ad altre stelle, fino ai lontani confini dell’universo e lavorando in collaborazione con gli altri Grandi Osservatori della Nasa, Spitzer ha aiutato gli scienziati ad ottenere un quadro più completo di molti fenomeni cosmici».
Spitzer ha registrato oltre 106 mila ore di osservazione. Migliaia di scienziati in tutto il mondo hanno utilizzato i suoi dati nei loro studi, con più di 8 mila articoli pubblicati. La missione primaria di Spitzer è durata cinque anni e mezzo, tre in più del minimo previsto. Inizialmente il satellite ha operato in una fase fredda, con elio liquido che raffreddava tre strumenti di bordo a poco più dello zero assoluto, evitando che il calore in eccesso degli strumenti stessi ne contaminasse le osservazioni, dando un’elevata sensibilità per oggetti freddi al satellite. Quando, nel luglio 2009, l’elio si esaurì, la navicella spaziale entrò nella cosiddetta fase calda. Lo strumento principale di Spitzer è composto da quattro telecamere, due delle quali continuano a funzionare in questa fase con la stessa sensibilità della precedente.
La particolare orbita di Spitzer lo allontana dalla Terra, seguendola intorno al Sole. «Spitzer è più lontano dalla Terra di quanto avessimo mai pensato sarebbe stato mentre era ancora in funzione», dichiara Sean Carey, direttore dello Spitzer Science Center del Caltech di Pasadena, in California. «Questo ha posto alcune vere sfide per il team di ingegneri, che sono stati estremamente creativi e pieni di risorse nel far funzionare Spitzer ben oltre la sua durata prevista», che dal 2016 è stata estesa con una missione, chiamata Spitzer Beyond, fino a novembre 2019, oltre dieci anni dall’inizio della fase calda. Un esempio di queste sfide è la ricarica delle batterie di Spitzer, impossibile mentre invia dati a terra, poiché in quei momenti i pannelli solari non sono rivolti verso il Sole.
Le stelle appena nate sbucano da sotto la polvere nella nube in cui sono nate, in questa immagine della nube scura di Rho Ophiuchi ottenuta da Spitzer, che osservando la luce infrarossa nella maggior parte dei casi riesce a penetrare le nubi di gas e polvere meglio della luce visibile. Crediti: Nasa / Jpl-Caltech / Harvard-Smithsonian CfA
Grazie a Spitzer abbiamo potuto osservare: il più grande anello conosciuto intorno a Saturno, una struttura particolarmente sottile con un diametro trecento volte quello del pianeta; buckyballs nello spazio, note anche come fullereni, sono molecole di carbonio a forma di pallone da calcio che sulla Terra hanno molteplici applicazioni tecnologiche; enormi ammassi di galassie distanti, in numero molto maggiore di quelli noti in precedenza; scontri tra asteroidi e scontri planetari in altri sistemi solari; le nubi in cui le stelle nascono e crescono con un dettaglio senza precedenti, in grado di rivoluzionare la nostra comprensione della nascita stellare.
Inoltre, grazie a Spitzer abbiamo una delle più vaste mappe galattiche della Via Lattea mai compilata, inclusa la mappa più accurata della grande barra di stelle nel centro della galassia, e la prima mappa meteorologica esoplanetaria con variazioni di temperatura sulla superficie di un esopianeta gassoso (i cui risultati suggeriscono la presenza di venti feroci).
Una parte importante dell’eredità scientifica di Spitzer è lo studio di oggetti molto distanti nell’universo, combinando il potere dei telescopi spaziali Spitzer e Hubble per studiare una moltitudine di galassie estremamente distanti. Gli oggetti cerchiati sono galassie che appartengono a un ammasso emergente. Questo protoammasso è uno dei più distanti mai identificati. Crediti: Subaru / Nasa / Jpl-Caltech
Osservando le conseguenze della collisione tra la sonda Nasa Deep Impact e la cometa Tempel 1, Spitzer ci ha fornito la ricetta per le comete, scoprendo che sono fatte con materiale che assomiglia a quello delle stelle vicine al Sole. Insieme ad Hubble, Spitzer ha studiato alcune delle galassie più antiche dell’universo conosciuto, osservate come erano meno di 400 milioni di anni dopo il Big Bang, scoprendone così alcune molto più grandi e mature del previsto, mostrando che grandi insiemi di stelle si sono riuniti presto nella storia dell’universo.
Negli ultimi anni, infine, Spitzer ha trovato un nuovo uso: «Lo studio dei pianeti extrasolari era ancora agli albori quando fu lanciato Spitzer, ma negli ultimi anni, spesso più della metà del tempo di osservazione di Spitzer viene utilizzato per gli studi sugli esopianeti o per la loro ricerca», commenta Lisa Storrie-Lombardi, responsabile del progetto Spitzer al Jpl. «Spitzer è molto bravo a caratterizzare gli esopianeti, anche se non è stato progettato per farlo».
Immagine artistica che mostra come potrebbero apparire i sette pianeti di dimensioni terrestri del sistema Trappist-1, in base ai dati disponibili. Non esistono immagini reali dei pianeti. Crediti: Nasa / Jpl-Caltech
Tra i diversissimi esopianeti lontani e vicini studiati con Spitzer, risalta il sistema planetario Trappist-1, con sette pianeti terrestri in orbita attorno a una singola stella, tre dei quali nella zona abitabile.
Insomma, un bottino di tutto rispetto per una missione non ancora finita. Per celebrarla, la Nasa ha rilasciato due nuovi prodotti multimediali: l’app Selfie Nasa per smartphone e l’Exoplanet Excursions VR Experience per la realtà virtuale ( con una versione video a 360 gradi per smartphone). Auguri, Spitzer!