斯皮策的十六年，靠的是把自己冻起来并送出大气

把手机摄像头对准电视遥控器的发射头，按下按键，屏幕上会出现一点紫白色的光。人眼看不见它，硅传感器却能，这是成本最低的一次红外探测演示。红外天文做的就是这件事的放大版：去看那些不发光、或者光被尘埃挡住的东西。而要做到这一点，望远镜得先解决一个尴尬问题——它自己也在发光。

斯皮策（Spitzer）2003 年 8 月发射，主镜口径 0.85 m，冷却任务覆盖 3–160 μm。它靠液氦把自身热辐射压到极低，并绕开大气水汽的吸收。2009 年冷却剂耗尽后转入暖任务，只用 3.6 与 4.5 μm 两个通道又工作了十年，2020 年 1 月退役。

红外必须上天，因为水汽把地面窗口关掉大半

地球大气在可见光有两个宽窗口，到了红外却是一片被水汽、二氧化碳和臭氧切碎的窄缝。地面只能在少数几个波段观测，中间大段根本透不过去。

更麻烦的是望远镜自己也在发光。常温的镜筒与结构在 10 μm 附近辐射很强，足以把要看的暗弱信号淹没。所以红外望远镜既要上天，还要冻起来。

斯皮策的主镜只有 0.85 m，按地面标准不算大。它的优势来自环境：整台望远镜被冷却到接近液氦温度，仪器本底极低，才能在 100 μm 附近看清冷尘埃的微弱发射。

冷却剂是消耗品。液氦一旦蒸干，望远镜升温，长波通道立刻失效。所有低温红外望远镜都在跑这样一场倒计时，区别只是倒计时有多长。

2009 年 5 月，斯皮策的液氦耗尽，而原定的低温任务期只有两年半左右，它已经超期运行了很久。工程团队随即把它转入暖任务：温度升高之后，3.6 与 4.5 μm 两个通道仍然可用。

两个通道听起来很窄，用途却很明确——近红外看恒星与行星，短波红外还能穿过一部分尘埃。它就靠这两个通道又工作了十年多，直到 2020 年 1 月退役。

斯皮策擅长测冷物质的红外辐射，于是两件事成了它的主场：一是系外行星的二次食与相位曲线，可以反推行星自身的温度；二是原行星盘与尘埃的分布。

TRAPPIST-1 那七颗岩质行星，最早由地面凌星发现，随后靠斯皮策的红外观测把周期和质量约束住。红外在这里的作用很具体：把恒星与行星的亮度差压到仪器能处理的量级。

观测证实红外波段的星系计数、原行星盘的红外超、系外行星二次食的深度差，都由多台仪器交叉验证过，不是单次测量的孤证。

理论预言热尘埃在几十微米处有发射峰、冷分子云在红外呈吸收，这两条在观测之前就由黑体谱和尘埃模型给出，后来成为选波段与选源的依据。

尚未定论高红移红外亮星系的计数超出部分模型预期，究竟是强引力透镜把少数源放大了，还是被尘埃遮蔽的活动星系核贡献了额外辐射，现有样本仍偏小。

为什么红外望远镜要冷却？

任何常温物体都在中红外强烈辐射，探测器会被自身背景淹没。冷却不是为了提高分辨率，而是为了让背景噪声降到信号之下。

斯皮策和韦布差在哪？

口径 0.85 m 对 6.5 m，灵敏度和波段覆盖差一个量级以上。但斯皮策十六年的持续观测积累了大量时域序列和盘的样本，这部分无法被替代。

它现在还在工作吗？

2020 年 1 月 30 日退役。之后地面发出关闭指令，它进入安全模式，不再进行科学观测。