赤外線望遠鏡はどのように機能しますか？

赤外線望遠鏡は、基本的に同じコンポーネントを使用し、可視光望遠鏡と同じ原理に従います。 つまり、レンズとミラーの組み合わせによって、放射線が収集されて1つまたは複数の検出器に集束され、そこからのデータがコンピューターによって有用な情報に変換されます。 検出器は通常、特殊なソリッドステートデジタルデバイスのコレクションです。これらに最も一般的に使用される材料は、超伝導合金HgCdTe（テルル化カドミウム水銀）です。 周囲の熱源からの汚染を避けるために、検出器は液体窒素やヘリウムなどの極低温剤によって絶対零度に近い温度に冷却する必要があります。 2003年の打ち上げ時にこれまでで最大の宇宙ベースの赤外線望遠鏡であったスピッツァー宇宙望遠鏡は、 -273 Cであり、革新的な地球を追跡する太陽周回軌道に従います。これにより、反射された固有の熱を回避します。 地球。

地球の大気中の水蒸気は宇宙からのほとんどの赤外線を吸収するため、地上の赤外線望遠鏡を効果的にするには、高高度で乾燥した環境に設置する必要があります。 ハワイのマウナケアにある天文台は標高4205mにあります。 1974年から1995年に運用されたKuiperAirborne Observatory（KAO）で成功裏に使用された技術である、高空飛行の航空機に望遠鏡を取り付けることにより、大気への影響が軽減されます。 もちろん、大気中の水蒸気の影響は、宇宙ベースの望遠鏡では完全に排除されます。 光学望遠鏡と同様に、宇宙は赤外線天文観測を行うのに理想的な場所です。 1983年に打ち上げられた最初の軌道赤外線望遠鏡である赤外線天文衛星（IRAS）は、既知の天体カタログを約70％増加させました。

赤外線望遠鏡は、惑星、いくつかの星雲、褐色矮星などの可視光で観測するには、冷たすぎるために暗すぎる物体を検出できます。 また、赤外線は可視光線よりも波長が長いため、散乱することなく天文ガスや塵を通過することができます。 このように、天の川の中心を含む可視スペクトルの視界から隠された物体や領域は、赤外線で観察することができます。

進行中の宇宙の膨張は赤方偏移現象を引き起こし、それは恒星の物体からの放射が地球から遠くなるほど次第に長い波長を持つようにします。 したがって、地球に到達するまでに、遠くの物体からの可視光の多くが赤外線にシフトし、赤外線望遠鏡で検出できるようになります。 非常に離れた場所から来る場合、この放射線は地球に到達するのに非常に長い時間がかかりました。 初期の宇宙で最初に放出されたので、天文学のこの重要な期間への洞察を提供します 歴史。