Télescope spatial Spitzer : observatoire infrarouge de la NASA (définition)

Définition : le télescope spatial Spitzer, observatoire infrarouge de la NASA, révèle étoiles, galaxies et poussières cosmiques grâce à l'imagerie thermique spatiale.

Le télescope spatial Spitzer est un observatoire infrarouge lancé par la NASA le 25 août 2003. Il fait partie du programme des Grands Observatoires de la NASA et est souvent présenté comme le quatrième de cette série, aux côtés du télescope spatial Hubble, du Compton Gamma Ray Observatory et de Chandra. Contrairement à Hubble, qui observe principalement en lumière visible et en ultraviolet et qui orbite autour de la Terre, Spitzer a été placé sur une orbite héliocentrique dite « traînante » (Earth-trailing) : il tourne autour du Soleil et s’éloigne progressivement de la Terre.

Nom et durée de la mission

Le télescope porte le nom du scientifique Lyman Spitzer, pionnier des concepts de télescopes spatiaux. La mission avait une durée nominale d’environ 2,5 ans pour la phase cryogénique, mais a largement dépassé cette attente :

• La réserve d’hélium superfluide utilisée pour refroidir les instruments s’est épuisée le 15 mai 2009, marquant la fin de la phase cryogénique.
• Après l’épuisement de l’hélium, Spitzer a poursuivi une « mission chaude » (warm mission) en continuant de fonctionner sur deux détecteurs infrarouges (3,6 µm et 4,5 µm).
• Le contrôle de la NASA a officiellement arrêté et déchargé la mission le 30 janvier 2020, date de la mise hors service définitive du satellite.

Instruments et capacités

Spitzer était optimisé pour l’observation dans l’infrarouge moyen et lointain. Ses principaux instruments étaient :

• IRAC (Infrared Array Camera) : photométrie sur quatre canaux couvrant environ 3,6 à 8,0 µm (les canaux 3,6 et 4,5 µm ont fonctionné pendant la mission chaude).
• IRS (Infrared Spectrograph) : spectroscopie entre ~5 et 38 µm pour étudier compositions, émissions de poussières et signatures moléculaires.
• MIPS (Multiband Imaging Photometer for Spitzer) : imagerie et photométrie à plus grandes longueurs d’onde (24, 70 et 160 µm) pour détecter la poussière froide et la formation d’étoiles.

La combinaison d’imagerie et de spectroscopie dans l’infrarouge a permis d’observer des objets obscurcis par la poussière et des sources très froides invisibles en lumière visible.

Principales découvertes et contributions scientifiques

• Étude d’exoplanètes : détection et caractérisation d’atmosphères planétaires (mesures de courbes de phase, températures et signatures spectrales), premières mesures de la lumière thermique d’exoplanètes.
• Formation d’étoiles et disques protoplanétaires : cartographie des régions de formation stellaire et étude des disques de poussière autour de jeunes étoiles, éléments essentiels pour comprendre la formation des planètes.
• Cartographie de la poussière galactique et du milieu interstellaire : observation de la structure en poussière de la Voie lactée et d’autres galaxies.
• Galaxies lointaines et histoire de la formation des étoiles : relevés profonds (GOODS, SWIRE, SEDS, etc.) ayant permis de détecter des galaxies très lointaines et d’étudier le taux de formation d’étoiles à différents âges cosmiques.
• Découverte et caractérisation d’objets froids du Système solaire et de naines brunes.

Exploitation et héritage

Spitzer a été construit et géré par le Jet Propulsion Laboratory (JPL) pour la NASA, avec le Spitzer Science Center (SSC) situé au Caltech responsable du traitement et de la diffusion des données. Les données de Spitzer ont complété celles d’autres observatoires (Hubble, Chandra, observatoires terrestres et, plus récemment, le télescope spatial James Webb) et ont laissé un héritage durable : catalogues, images et spectres qui continuent d’être exploités par la communauté scientifique.

Résumé des faits essentiels

• Lancement : 25 août 2003 (Delta II).
• Nom : en hommage à Lyman Spitzer.
• Orbitale : héliocentrique, Earth-trailing.
• Fin de la phase cryogénique : 15 mai 2009.
• Fin de mission officielle : 30 janvier 2020.

Spitzer a profondément enrichi notre compréhension de l’univers froid et poussiéreux et a préparé le terrain pour les observations infrarouges avancées des générations suivantes.

Découvertes

Le télescope spatial Spitzer a pu voir de très bons détails. Spitzer a été le premier télescope qui a pu voir la lumière des planètes extrasolaires (les planètes en dehors du système solaire.) Il a également pu voir certaines des premières étoiles de l'univers, que l'on croit être seulement 100 millions d'années après le Big Bang.

Une photo de la galaxie d'Andromède (M31) prise par Spitzer en 2004.

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