斯皮策最后的镶嵌图：加利福利亚星云
美国航天航空局（NASA）的斯皮策空间望远镜（Spitzer Space Telescope）任务于2020年1月30日结束，在任务结束的5天前，科学家使用望远镜的红外照相机拍摄了一片区域的多张图片，这片区域被称为加利福尼亚星云（California Nebula），星云的命名非常应景，因为斯皮策任务的管理和运行由位于南加州的NASA喷气推进实验室（Jet Propulsion Laboratory，JPL）和加州理工学院（California Institute of Technology，Caltech）负责。上面这幅镶嵌图就是拍摄的多张图像制成的。终其一生，斯皮策拍摄了数百张空间镶嵌图片，而这是其中的最后一张。
在退役前5天，也就是2020年1月25日的时候，NASA的斯皮策空间望远镜拍摄了这张加利福尼亚星云的照片。照片两侧的红色带和青色带代表两种不同的光波长，中间的灰色区域则同时显示了这两种波长。
图片来源：NASA/JPL-Caltech
加利福利亚星云距离地球约1 000光年，用可见光望远镜观测时，它的形状看起来有点像加利福利亚这片金色之州（Golden State）：又长又窄，在底部附近向右弯曲。在加利福利亚星云附近，有一颗极为巨大的恒星，名为英仙座ξ（Xi Persei）或卷舌三（Menkib），卷舌三的能量会加热加利福利亚星云中的气体，而我们捕捉到的可见光就来自这些气体。斯皮策的红外线视图则揭示了一番不同的景象：这些气体中还混合着稠度近似于烟灰的高温尘埃，它们吸收了附近恒星发射的可见光和紫外线，然后将吸收的能量重新发射为红外光。
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这张图片显示了在可见光下成像的加利福尼亚星云，其中放大的部分由NASA最近退役的斯皮策空间望远镜所拍摄，斯皮策用红外光的独特视角探究了这广阔而神秘的宇宙。
图片来源：NASA/JPL-Caltech/帕洛玛数字化巡天（Palomar Digitized Sky Survey）
斯皮策所观测的结果如上面的镶嵌图所示，观测的方式正是天文学家希望能采用的方式：从2009年到2020年，斯皮策望远镜上有两个探测器在运行，它们同时对附近的天空区域成像。探测器捕获了两种不同波长的红外光（即两种不同的物理波长）：一种波长为3.6微米（图中显示为青色），另一种波长为4.5微米（图中显示为红色）。不同波长的光可以展现出不同的观测对象或特征。斯皮策在扫描天空的过程中，会以网格图的形式拍摄多张照片，这样一来两个探测器就都能在网格中心对特定区域成像；将拍摄到的多张图像组合成一张镶嵌图后，我们就可以看到给定区域在多个波长下的样子，例如上图中的灰色部分。
在退役前的最后一周，斯皮策空间望远镜的视野内还有一系列潜在的观测目标，任务团队最终选择了加利福利亚星云，一片斯皮策此前从未研究过的星云。加利福利亚星云之所以能脱颖而出，是因为它可能会包含重要的红外特征，同时可能会带来较高的研究回报。
“在不久的将来，有些科学家将能使用这些数据进行真正有趣的分析，”帕萨迪纳加州理工学院斯皮策科学中心（Spitzer Science Center）的负责人肖恩·凯里（Sean Carey）说道，他参与了观测星云的选择，“斯皮策的整个数据档案库都会提供给科学界使用，数据库中涉及到的天空区域是另一片我们想让所有人研究的领域。”
由NASA的斯皮策空间望远镜拍摄的这张加利福尼亚星云图像中，有一个旋臂非常清晰的背景星系，图中用红色的圆圈表示。
图片来源：NASA/JPL-Caltech
最后的观测
任务结束的前一天，也就是1月29日，斯皮策团队还进行了另外的科学观测，只不过在视觉上都没能像加利福利亚星云那样令人惊叹。其中一项观测就是测量散布在整个太阳系中的尘埃的光，这些尘埃被称为黄道尘（zodiacal dust，也称黄道云）。这种稀薄的尘埃云来源于彗星的蒸发和小行星之间的碰撞，而彗星和小行星就像宇宙化石一样，保留着行星形成物质的化学成分，它们遗落的尘埃能让我们一窥宇宙的过去。
通常而言，靠近地球的天文台很难观察到整个黄道尘的辉光，因为我们的地球周围聚集了一层尘埃团。沿着计划的轨道，斯皮策最终将运行到距离地球1.58亿英里（2.54亿千米）的地方，也就是600多个地月距离那么远，远离地球的位置给了斯皮策一个独特的优势，那就是远离尘埃团。
斯皮策已经执行了16年的任务，而这一次任务团队第一次关上了斯皮策相机的快门，这让科学家能够观察到斯皮策仪器测量遥远光源发出的光时可能产生的细微影响，并将其从数据中减去，从而更准确地测量宇宙中的目标数据。
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视频来源：NASA/JPL-Caltech
斯皮策收集的数据存储于加州理工红外光影像处理及分析中心（InfraredProcessing and Analysis Center，IPAC）的红外科学档案（Infrared Science Archive，IRSA）中，科学界将继续对这些数据进行分析。斯皮策空间望远镜任务由喷气推进实验室为NASA位于华盛顿的科学任务理事会（Science Mission Directorate）负责管理；相关的科学操作则在加利福尼亚州帕萨迪纳市的加州理工学院的斯皮策科学中心进行；空间操作由总部设在科罗拉多州利特尔顿的洛克希德·马丁太空公司（Lockheed Martin Space）负责。
参考来源：
https://www.nasa.gov/feature/jpl/california-nebula-stars-in-final-mosaic-by-nasas-spitzer