როგორ მუშაობს ინფრაწითელი ტელესკოპი?

ინფრაწითელი ტელესკოპები ფუნდამენტურად იყენებენ ერთსა და იმავე კომპონენტებს და იმავე პრინციპებს იცავენ, როგორც ხილული სინათლის ტელესკოპები; კერძოდ, ლინზებისა და სარკეების გარკვეული კომბინაცია აგროვებს და ფოკუსირებს გამოსხივებას დეტექტორზე ან დეტექტორებზე, რომელთა მონაცემები კომპიუტერით გადააქვთ სასარგებლო ინფორმაციად. დეტექტორები, როგორც წესი, სპეციალიზირებული მყარი სახელმწიფო ციფრული მოწყობილობების კოლექციაა: მათთვის ყველაზე ხშირად გამოყენებული მასალა არის სუპერგამტარ დისკები HgCdTe (მერკური კადმიუმის ტელურიდი). გარემომცველი სითბოს წყაროებიდან დაბინძურების თავიდან ასაცილებლად, დეტექტორები უნდა გაცივდეს კრიოგენებით, როგორიცაა თხევადი აზოტი ან ჰელიუმი, აბსოლუტურ ნულამდე მიახლოებულ ტემპერატურაზე; სპითტერის კოსმოსური ტელესკოპი, რომელიც 2003 წელს გაშვების დროს იყო ყველაზე დიდი კოსმოსური ინფრაწითელი ტელესკოპი, გაცივდება -273 C და მიჰყვება ინოვაციურ დედამიწისკენ მიმავალ ჰელიოცენტრულ ორბიტას, რომლითაც ის თავიდან აცილებს Დედამიწა.

დედამიწის ატმოსფეროში წყლის ორთქლი ყველაზე მეტ ინფრაწითელ გამოსხივებას შთანთქავს კოსმოსიდან, ამიტომ მიწისზედა ინფრაწითელი ტელესკოპები უნდა განთავსდეს მაღალ სიმაღლეზე და მშრალ გარემოში, რომ ეფექტური იყოს; ობსერვატორია მაუნა კეაში, ჰავაი, 4205 მ სიმაღლეზეა. ატმოსფერული მოქმედება მცირდება ტელესკოპების დამონტაჟებით მაღალ საფრენ თვითმფრინავებზე, ტექნიკა, რომელიც წარმატებით გამოიყენება კუიპერის საჰაერო სადესანტო ობსერვატორიაში (KAO), რომელიც მოქმედებდა 1974–1995 წლებში ატმოსფერული წყლის ორთქლის ზემოქმედება, რა თქმა უნდა, საერთოდ გამოირიცხება კოსმოსურ ტელესკოპებში; როგორც ოპტიკური ტელესკოპები, სივრცეც იდეალური ადგილია, საიდანაც შეიძლება გაკეთდეს ინფრაწითელი ასტრონომიული დაკვირვებები. პირველი ორბიტალური ინფრაწითელი ტელესკოპი, ინფრაწითელი ასტრონომიის სატელიტი (IRAS), რომელიც 1983 წელს დაიწყო, ცნობილი ასტრონომიული კატალოგი დაახლოებით 70 პროცენტით გაზარდა.

ინფრაწითელ ტელესკოპებს შეუძლიათ ობიექტების ზედმეტად გაცივება, ამიტომ ძალიან სუსტი ჩანს ხილულ სინათლეზე, როგორიცაა პლანეტები, ნისლეულები და ყავისფერი ჯუჯა ვარსკვლავები. ასევე, ინფრაწითელ გამოსხივებას გრძელი ტალღის სიგრძე აქვს, ვიდრე ხილულ სინათლეს, რაც ნიშნავს, რომ მას შეუძლია გაიაროს ასტრონომიული გაზი და მტვერი გაფანტული გარეშე. ამრიგად, ინფრაწითელში შეიძლება დაფიქსირდეს ხილული სპექტრის თვალსაზრისით დაფარული ობიექტები და ადგილები, მათ შორის ირმის ნახტომის ცენტრი.

სამყაროს მუდმივი გაფართოება იწვევს წითელ ცვლის ფენომენს, რაც იწვევს ვარსკვლავური ობიექტის გამოსხივებას თანდათანობით გრძელი ტალღის სიგრძით, რაც ობიექტიდან დაშორებულია დედამიწიდან. ამრიგად, დედამიწაზე მისვლამდე შორეული ობიექტების ხილული სინათლის დიდი ნაწილი ინფრაწითელში გადავიდა და მისი ინფრაწითელი ტელესკოპები შეიძლება აღმოაჩინონ. როდესაც ძალიან შორეული წყაროებიდან მოდის, ამ გამოსხივებამ იმდენი დრო გაატარა, რომ დედამიწაზე მოხვედრილიყო პირველად გამოიყო ადრეულ სამყაროში და ასე გვაწვდის ასტრონომიული ცხოვრების მნიშვნელოვან პერიოდს ისტორია