Kā darbojas infrasarkanais teleskops?

Infrasarkanie teleskopi pamatā izmanto tos pašus komponentus un ievēro tos pašus principus kā redzamās gaismas teleskopi; proti, kāda lēcu un spoguļu kombinācija apkopo un fokusē radiāciju uz detektoru vai detektoriem, no kuriem dati tiek pārveidoti ar datoru noderīgā informācijā. Detektori parasti ir specializētu cietvielu digitālo ierīču kolekcija: tām visbiežāk izmantotais materiāls ir supravadītāju sakausējums HgCdTe (dzīvsudraba kadmija telurīds). Lai izvairītos no piesārņojuma no apkārtējiem siltuma avotiem, detektori jāatdzesē ar kriogēnu, piemēram, šķidru slāpekli vai hēliju, līdz temperatūrai, kas tuvojas absolūtai nullei; Spitzera kosmosa teleskops, kas, sākot no darbības 2003. gadā, bija visu laiku lielākais kosmosa bāzes infrasarkanais teleskops, tiek atdzesēts līdz -273 C un seko novatoriskai Zemes aizmugurējai heliocentriskai orbītai, ar kuras palīdzību tā novērš atstaroto un vietējo Zeme.

Zemes atmosfērā esošie ūdens tvaiki absorbē lielāko daļu infrasarkano starojumu no kosmosa, tāpēc zemes infrasarkanie teleskopi ir jānovieto lielā augstumā un sausā vidē, lai tie būtu efektīvi; observatorijas Mauna Kea, Havaju salās, atrodas 4205 m augstumā. Atmosfēras efektu mazina teleskopu uzstādīšana uz lidojošām lidmašīnām, kas ir veiksmīgi izmantota Kuipera gaisa observatorijā (KAO), kas darbojās no 1974. līdz 1995. gadam. Kosmosa teleskopos atmosfēras ūdens tvaiku ietekme, protams, tiek pilnībā novērsta; tāpat kā optiskajiem teleskopiem, arī kosmoss ir ideāla vieta, no kuras veikt infrasarkanos astronomiskos novērojumus. Pirmais orbitālais infrasarkanais teleskops - infrasarkanās astronomijas satelīts (IRAS), kas tika palaists 1983. gadā, palielināja zināmo astronomijas katalogu par aptuveni 70 procentiem.

Infrasarkanie teleskopi var atklāt objektus pārāk vēsus un tāpēc pārāk vājus, lai tos varētu redzēt redzamā gaismā, piemēram, planētas, dažus miglājus un brūnas punduru zvaigznes. Arī infrasarkanajam starojumam ir garāki viļņu garumi nekā redzamajai gaismai, kas nozīmē, ka tas var iziet cauri astronomiskai gāzei un putekļiem, neizkliedējot to. Tādējādi objektus un apgabalus, kas redzamajā spektrā aizsegti no redzesloka, ieskaitot Piena ceļa centru, var novērot infrasarkanajā.

Nepārtraukta Visuma paplašināšanās rezultātā rodas sarkanās nobīdes fenomens, kas izraisa zvaigznes objekta starojuma pakāpeniski garākus viļņu garumus, kas atrodas tālāk no Zemes. Tādējādi līdz brīdim, kad tā sasniedz Zemi, liela daļa no tālu objektu redzamās gaismas ir novirzījusies infrasarkanajā un to var noteikt ar infrasarkanajiem teleskopiem. Kad nāk no ļoti tālu avotiem, šim starojumam ir bijis vajadzīgs tik ilgs laiks, lai sasniegtu Zemi, ka tas bija pirmo reizi izstaroja agrīnajā Visumā, un tas sniedz ieskatu šajā astronomiskā perioda vitālajā periodā vēsture.