Herschel űrobszervatórium - ESA infravörös és szubmilliméteres távcső (2009, L2)

A Herschel űrobszervatórium az Európai Űrügynökség műszere. Ez a valaha pályára állított legnagyobb infravörös távcső. A Herschelt Sir WilliamHerschelről, az infravörös spektrum, a kettőscsillagok és az Uránusz bolygó felfedezőjéről nevezték el.

A készülék érzékeny a távoli infravörös és a szubmilliméteres rövid hullámsávokra. Egyetlen, 3,5 méter átmérőjű tükörrel rendelkezik. A tükör könnyű, nagy merevségű anyagból készült, amely kiválóan alkalmas a hideg infravörös megfigyelésekhez.

Az obszervatóriumot 2009 májusában állították pályára. A Föld-Nap rendszer második Lagrange-pontjában (L2) áll. Ezeken a pontokon, a Földtől 1 500 000 kilométerre, a gravitáció egyensúlyban van, így az objektum a helyén marad, és kedvező, stabil hőmérsékleti környezetet biztosít a hosszú hullámhosszú megfigyelésekhez.

A Herschel-obszervatórium a világűr leghidegebb és legporosabb objektumait képes rögzíteni ("látni"). Például a poros galaxisokat, amelyek éppen most kezdenek új csillagokat képezni. Az Egyesült Államok a NASA-n keresztül együttműködik az ESA által épített és üzemeltetett obszervatóriummal. A Rosetta, a Planck és a Gaia misszió mellett ez az ESA tudományos programjának negyedik "sarokköve".

A Herschel nagy érzékenysége és hosszú hullámhossz-tartománya (kb. 55–672 µm) lehetővé tette a csillagkeletkezés, a por és molekuláris gáz vizsgálatát olyan környezetekben, amelyekről földi teleszkópok nem adhatnak teljes információt a légköri elnyelés miatt. A műszerek hűtéséhez folyékony héliumot alkalmaztak, ezért a működési idő a héliumkészlet kifogyásáig korlátozott volt — a héliumkészlet 2013 áprilisában fogyott el, ekkor a tudományos megfigyelések befejeződtek.

Műszerek és fő jellemzők

• PACS (Photodetector Array Camera and Spectrometer) — képalkotó fotométer és közepes felbontású spektrométer rövid infravörös/szubmilliméter tartományban, elsősorban por- és vonalas sugárzás térképezésére.
• SPIRE (Spectral and Photometric Imaging Receiver) — fotométer és spektrométer hosszabb szubmilliméteres hullámhosszakra, nagyobb felületű fotometriai felmérésekre és söprésekre alkalmas.
• HIFI (Heterodyne Instrument for the Far Infrared) — nagyfelbontású heterodin spektrométer, amely kiválóan alkalmas molekuláris vonalak detektálására és kinematikai mérésekre.

Pálya, indítás és üzemidő

A Herschel-t és a Planck műholdat 2009. május 14-én indították egy Ariane 5 hordozórakétával a Kourou-i űrközpontból. A Herschel L2 környékén stabil, úgynevezett halo pályán keringett, ahol a napsugárzás és a hőmérsékleti feltételek kedvezőek a hideg infravörös méréshez. A tudományos műveletek a héliumkészlet kifogyásáig folytak; a hélium 2013. áprilisában fogyott el, ez lezárta a hűtött műszerek működését és a tudományos megfigyeléseket.

Fő tudományos eredmények

A Herschel számos fontos felfedezést és részletes felmérést tett lehetővé, többek között:

• Részletes térképek készítése a hideg porról és molekuláris gázról a Tejútrendszerben és közeli galaxisokban, így pontosabb képet adva a csillagkeletkezési folyamatokról.
• Magas redshiftű, poros, csillagokká aktív galaxisok felderítése, amelyek hozzájárultak a kozmosz csillagkeletkezési történetének jobb megértéséhez.
• Víz és más molekulák kimutatása csillagkeletkezési régiókban és kisbolygókban/kométákban, ami fontos információkat adott a víz eredetéről és eloszlásáról a Naprendszerben és a protoplanetáris korongokban.
• A molekuláris felhők kémiai összetételének és dinamikájának nagy felbontású spektrális vizsgálata, amely segített a fizikai feltételek és a hőmérséklet megértésében.

A Herschel adatai azóta is élénk forrást jelentenek a csillagászat több területén; az eredmények tovább segítik az olyan missziók és földi megfigyelések értelmezését is, mint a Planck, a Gaia vagy különféle rádió- és optikai távcsövek.

Az eszköznek négy fő célja van:

• Csillagkeletkezés vizsgálata — a poros protocsillagok és korongok feltérképezése, a csillagkeletkezési folyamatok részleteinek feltárása.
• Galaxisfejlődés tanulmányozása — poros, csillagokat aktívan formáló galaxisok felkutatása és jellemzése a korai világegyetemtől a közeli galaxisokig.
• Kémiai és fizikai folyamatok feltárása — molekuláris vonalak és por spektrális vizsgálata a csillagközi anyag fizikai és kémiai állapotának meghatározására.
• Naprendszer-objektumok megfigyelése — kométák, bolygók légkörének és kis testek por- és jégkészletének vizsgálata.

A Herschel öröksége gazdag adatbázis formájában maradt meg, amely továbbra is fontos forrás a csillagászok számára. A misszió tapasztalatai és technikai megoldásai hozzájárultak a jövő infravörös és szubmilliméteres űrtávcsövek tervezéséhez és megvalósításához.