Kako radi infracrveni teleskop?

Infracrveni teleskopi koriste u osnovi iste komponente i slijede iste principe kao i teleskopi vidljive svjetlosti; naime, neka kombinacija leća i ogledala prikuplja i fokusira zračenje na detektor ili detektore, čiji se podaci računalom prevode u korisne informacije. Detektori su obično kolekcija specijaliziranih čvrstih digitalnih uređaja: najčešće korišteni materijal za njih je superprovodnička legura HgCdTe (živin kadmij-telurid). Da bi se izbjegla kontaminacija iz okolnih izvora topline, detektori se moraju hladiti kriogenom kao što je tekući dušik ili helij na temperature približne apsolutnoj nuli; svemirski teleskop Spitzer, koji je pri lansiranju 2003. godine bio najveći svemirski infracrveni teleskop ikad, ohlađen je na -273 C i prati inovativnu heliocentričnu orbitu koja vuče Zemlju, čime izbjegava reflektiranu i autohtonu toplinu Zemlja.

Vodena para u Zemljinoj atmosferi apsorbira većinu infracrvenog zračenja iz svemira, tako da zemaljski infracrveni teleskopi moraju biti smješteni na velikoj nadmorskoj visini i u suhom okruženju da bi bili učinkoviti; zvjezdarnice u Mauna Kea na Havajima nalaze se na nadmorskoj visini od 4205 m. Atmosferski učinci smanjuju se postavljanjem teleskopa na visoko leteće zrakoplove, tehnikom koja se uspješno koristi na Kuiperovom zračnom opservatoriju (KAO), koji je djelovao od 1974. do 1995. godine. Učinci atmosferske vodene pare, naravno, potpuno se eliminiraju u svemirskim teleskopima; kao i kod optičkih teleskopa, svemir je idealno mjesto za obavljanje infracrvenih astronomskih promatranja. Prvi orbitalni infracrveni teleskop, Infrared Astronomy Satellite (IRAS), pokrenut 1983. godine, povećao je poznati astronomski katalog za oko 70 posto.

Infracrveni teleskopi mogu otkriti predmete previše hladne, stoga premalo da bi ih se moglo promatrati u vidljivoj svjetlosti, poput planeta, nekih maglica i smeđih patuljastih zvijezda. Također, infracrveno zračenje ima veće valne duljine od vidljive svjetlosti, što znači da može proći kroz astronomski plin i prašinu, a da se ne rasprši. Dakle, objekti i područja zaklonjena od pogleda u vidljivom spektru, uključujući središte Mliječne staze, mogu se promatrati u infracrvenoj mreži.

Stalno širenje svemira rezultira fenomenom crvenog pomaka, koji uzrokuje da zračenje zvjezdanih objekata ima sve veće valne duljine, što je dalje od Zemlje. Dakle, do trenutka kad stigne na Zemlju, velik dio vidljive svjetlosti udaljenih predmeta preusmjerio se u infracrvenu i može se otkriti infracrvenim teleskopima. Kad je dolazilo iz vrlo udaljenih izvora, ovom zračenju je trebalo toliko dugo da stigne do Zemlje da je i bilo prvi put emitiran u ranom svemiru i tako pruža uvid u ovo vitalno astronomsko razdoblje povijesti.