探索早期宇宙：探究斯皮策的发现之路

21世纪以来，红外空间天文进入了高速发展的时期。2003年8月，美国发射了斯皮策空间望远镜（Spitzer Space Telescope， SST ） ，它长约4.45米，质量为950千克，主镜口径85厘米，红外探测灵敏度极高。斯皮策空间望远镜是第一台与地球同步运行的太空望远镜，它的轨道设计非常独特，躲在地球后面，与地球一起绕着太阳旋转， 目的就是为了避免被太阳直接照射到望远镜，这就等于给红外线望远镜提供了一个天然的冷却区域。

斯皮策空间望远镜想象图

图片来 源： NASA/喷气推进实验室-加州福尼亚理工学院（JPL-Caltech）

发射升空后，斯皮策空间望远镜拍摄的第一张照片是象鼻星云IC 1396。这是一个著名的星云，在光学波段中，它呈现出的是红色轮廓下的黑色长条状暗星云，形似大象的鼻子，并由此得名。而在斯皮策空间望远镜中，情况正好反了过来，这个“象鼻”化身为一条在宇宙中游弋的鱼，尘埃纹理纤毫毕现。作为一个星尘画师，“斯皮策”在当时拥有和哈勃空间望远镜同等的地位。2006年的“双螺旋星云”是斯皮策空间望远镜的另一幅成名之作，这个星云位于蛇夫座，形似核酸DNA的双螺旋结构。2007年，“斯皮策”拍摄的“上帝之眼”让人们十分震撼。“上帝之眼”其实就是宝瓶座的螺旋星云NGC 7293，这个行星状星云看起来很大而且很明亮，可能在19世纪早期就被人们发现了，但是人们从未了解过星云尘埃里面的故事。在“斯皮策”拍摄的图像中，星云中繁密的彗状云球形成了如同人眼瞳孔的效果，因而被昵称为“上帝之眼”。

象鼻星云IC1396　　图片来源： NASA/JPL-Caltech/W. Reach （SSC/Caltech）(www.xing528.com)

上帝之眼 图片来源： NASA/JPL-Caltech/Univ.of Ariz

斯皮策望空间远镜跟哈勃空间望远镜有着不解之缘，它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，这个想法直接造就了哈勃空间望远镜的诞生。不仅如此，“斯皮策”和“哈勃”两个望远镜还进行了通力协作，发现了一些已知最遥远的星系。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。“哈勃”的观测集中在可见光和紫外线波段，“斯皮策”集中在红外线波段，两者结合之后，天文学家得到了更加完美的观测成果，可以窥探到宇宙遥远过去的真实面貌，揭示出早期宇宙图景。

当然，“斯皮策”的能力绝不仅仅是拍出壮观的照片，它也有不少独特的发现。斯皮策空间望远镜还有一个重要任务，是寻找太阳系之外的行星。这是天文学家多年以来的一个努力方向。因为在通常情况下，行星的光芒会被恒星淹没，所以在可见光波段很难发现它们。而在红外线波段，行星与恒星的光谱特征具有明显的区别，所以在红外线波段就比较容易被发现。第一颗由望远镜直接成像而被人们看到的太阳系外行星，就是“斯皮策”发现的。

对于星际尘埃的研究，斯皮策空间望远镜有自己独到的地方。2009年，基于斯皮策空间望远镜对一颗爆发恒星EX Lupi的观测，天文学家发现了镁橄榄石的踪迹。在这颗恒星没有爆发时，并没有镁橄榄石特征线，而在爆发时这个线就出来了，这说明恒星周围的硅酸盐正在结晶。