Jak funguje infračervený dalekohled?

Infračervené dalekohledy používají v zásadě stejné součásti a řídí se stejnými principy jako dalekohledy viditelného světla; jmenovitě nějaká kombinace čoček a zrcadel shromažďuje a zaměřuje záření na detektor nebo detektory, jejichž data jsou počítačem převedena na užitečné informace. Detektory jsou obvykle souborem specializovaných polovodičových digitálních zařízení: nejběžněji používaným materiálem je supravodivá slitina HgCdTe (rtuť kadmium telurid). Aby se zabránilo kontaminaci z okolních zdrojů tepla, musí být detektory chlazeny kryogenem, jako je kapalný dusík nebo helium, na teploty blížící se absolutní nule; Spitzer Space Telescope, který byl při svém uvedení na trh v roce 2003 vůbec největším vesmírným infračerveným dalekohledem, je ochlazen na -273 ° C a sleduje inovativní heliocentrickou oběžnou dráhu vlečnou po Zemi, čímž se vyhýbá odraženému a domácímu teplu Země.

Vodní pára v zemské atmosféře pohlcuje většinu infračerveného záření z vesmíru, proto musí být pozemní infračervené dalekohledy umístěny ve vysoké nadmořské výšce a v suchém prostředí, aby byly účinné; observatoře v Mauna Kea na Havaji jsou v nadmořské výšce 4205 m. Atmosférické efekty jsou sníženy namontováním dalekohledů na vysoko letící letadla, což je technika úspěšně používaná na Kuiper Airborne Observatory (KAO), která fungovala v letech 1974 až 1995. Účinky atmosférické vodní páry jsou samozřejmě zcela vyloučeny v kosmických dalekohledech; stejně jako u optických dalekohledů je vesmír ideálním místem, odkud lze provádět infračervená astronomická pozorování. První orbitální infračervený dalekohled, Infračervený astronomický satelit (IRAS), který byl vypuštěn v roce 1983, zvýšil známý astronomický katalog přibližně o 70 procent.

Infračervené dalekohledy dokážou detekovat objekty příliš coolandské, a proto příliš slabé na to, aby je bylo možné pozorovat ve viditelném světle, jako jsou planety, některé mlhoviny a hnědé trpasličí hvězdy. Infračervené záření má také delší vlnové délky než viditelné světlo, což znamená, že může procházet astronomickým plynem a prachem, aniž by bylo rozptýleno. V infračerveném světle lze tedy pozorovat objekty a oblasti zakryté ve viditelném spektru, včetně středu Mléčné dráhy.

Pokračující expanze vesmíru má za následek fenomén rudého posuvu, který způsobuje, že záření z hvězdného objektu má postupně delší vlnové délky, čím dál od Země je objekt. V době, kdy dorazí na Zemi, se tedy velké množství viditelného světla ze vzdálených objektů posunulo do infračerveného záření a lze jej detekovat infračervenými dalekohledy. Když přišlo z velmi vzdálených zdrojů, trvalo tomuto záření natolik dlouho, než se dostalo na Zemi poprvé vyzařován v raném vesmíru, a tak poskytuje vhled do tohoto zásadního astronomického období Dějiny.