Kuidas infrapunateleskoop töötab?

Infrapuna-teleskoobid kasutavad põhimõtteliselt samu komponente ja järgivad samu põhimõtteid nagu nähtava valguse teleskoobid; nimelt kogub mingi läätsede ja peeglite kombinatsioon kiirguse detektorile või detektoritele, millest andmed arvutiga ümber tõlgitakse. Detektorid on tavaliselt spetsiaalsete tahkis-digitaalseadmete kogum: nende jaoks on kõige sagedamini kasutatav materjal ülijuhtide sulam HgCdTe (elavhõbeda kaadmiumtelluriid). Vältimaks ümbritsevate soojusallikate saastumist, tuleb detektorid jahutada krüogeeni, näiteks vedela lämmastiku või heeliumiga, temperatuurini, mis läheneb absoluutsele nullile; Spitzeri kosmoseteleskoop, mis oli selle käivitamisel 2003. aastal kõigi aegade suurim kosmosepõhine infrapunateleskoop, jahutatakse -273 ° C ja järgib uudset Maa taga asuvat heliotsentrilist orbiiti, mille abil välditakse maapinna peegeldunud ja kohalikku soojust Maa.

Maa atmosfääris olev veeaur neelab suurema osa kosmosest tulevast infrapunakiirgusest, nii et maapinnal asuvad infrapunateleskoobid peavad olema tõhusad kõrgel ja kuivas keskkonnas; observatooriumid Hawaiil Mauna Keas asuvad 4205 m kõrgusel. Atmosfääri mõju vähendatakse teleskoopide paigaldamisega kõrgelennulistele lennukitele - tehnikat, mida edukalt kasutati aastatel 1974–1995 tegutsenud Kuiperi õhusõidukite observatooriumis (KAO). Atmosfääri veeauru mõju elimineeritakse kosmosepõhistes teleskoopides muidugi täielikult; nagu ka optiliste teleskoopide puhul, on kosmos ideaalne koht infrapuna-astronoomiliste vaatluste tegemiseks. Esimene orbiidil asuv infrapunateleskoop, infrapuna-astronoomia satelliit (IRAS), mis käivitati 1983. aastal, suurendas teadaolevat astronoomiakataloogi umbes 70 protsenti.

Infrapuna-teleskoobid suudavad objekte tuvastada liiga jahedatena ja seetõttu nähtavas valguses liiga nõrgad, nagu näiteks planeedid, mõned udukogud ja pruunid kääbustähed. Samuti on infrapunakiirguse lainepikkused pikemad kui nähtaval valgusel, mis tähendab, et see võib läbi astronoomilise gaasi ja tolmu hajutada. Seega saab nähtavas spektris vaateväljast varjatud esemeid ja alasid, sealhulgas Linnutee keskpunkti, jälgida infrapuna abil.

Universumi jätkuva laienemise tulemuseks on punase nihke nähtus, mis põhjustab täheobjekti kiirguse järk-järgult pikema lainepikkusega, mis on objektist Maast kaugemal. Seega, selleks ajaks, kui see Maale jõuab, on suur osa kaugete objektide nähtavast valgusest nihkunud infrapunasse ja seda saab infrapunateleskoopide abil tuvastada. Väga kaugetest allikatest tulles on see kiirgus Maale jõudmiseks võtnud nii kaua aega, et see oli esmakordselt varases universumis ja annab ülevaate astronoomia olulisest perioodist ajalugu.