Como funciona um telescópio infravermelho?

Os telescópios infravermelhos usam fundamentalmente os mesmos componentes e seguem os mesmos princípios dos telescópios de luz visível; a saber, alguma combinação de lentes e espelhos reúne e focaliza a radiação em um detector ou detectores, os dados dos quais são traduzidos pelo computador em informações úteis. Os detectores são geralmente uma coleção de dispositivos digitais de estado sólido especializados: o material mais comumente usado para eles é a liga supercondutora HgCdTe (telureto de mercúrio e cádmio). Para evitar a contaminação de fontes de calor circundantes, os detectores devem ser resfriados por um criogênio, como nitrogênio líquido ou hélio, a temperaturas próximas do zero absoluto; o Telescópio Espacial Spitzer, que em seu lançamento em 2003 foi o maior telescópio infravermelho baseado no espaço, é resfriado para -273 C e segue uma inovadora órbita heliocêntrica na direção da Terra, por meio da qual evita o calor refletido e natural do Terra.

O vapor de água na atmosfera da Terra absorve a maior parte da radiação infravermelha do espaço, portanto, os telescópios infravermelhos baseados em terra devem ser colocados em grandes altitudes e em um ambiente seco para serem eficazes; os Observatórios em Mauna Kea, Havaí, estão a uma altitude de 4205 m. Os efeitos atmosféricos são reduzidos pela montagem de telescópios em aeronaves que voam alto, uma técnica usada com sucesso no Kuiper Airborne Observatory (KAO), que operou de 1974 a 1995. Os efeitos do vapor d'água atmosférico são, é claro, eliminados por completo em telescópios baseados no espaço; assim como acontece com os telescópios ópticos, o espaço é o local ideal para fazer observações astronômicas infravermelhas. O primeiro telescópio infravermelho orbital, o Infrared Astronomy Satellite (IRAS), lançado em 1983, aumentou o catálogo astronômico conhecido em cerca de 70 por cento.

Os telescópios infravermelhos podem detectar objetos muito frios e, portanto, muito fracos para serem observados na luz visível, como planetas, algumas nebulosas e estrelas anãs marrons. Além disso, a radiação infravermelha tem comprimentos de onda mais longos do que a luz visível, o que significa que pode passar pelo gás astronômico e pela poeira sem se espalhar. Assim, objetos e áreas obscurecidas da visão no espectro visível, incluindo o centro da Via Láctea, podem ser observados no infravermelho.

A expansão contínua do universo resulta no fenômeno do desvio para o vermelho, que faz com que a radiação de um objeto estelar tenha comprimentos de onda progressivamente maiores quanto mais distante da Terra o objeto estiver. Assim, quando chega à Terra, grande parte da luz visível de objetos distantes mudou para o infravermelho e pode ser detectada por telescópios infravermelhos. Ao vir de fontes muito distantes, esta radiação demorou tanto para chegar à Terra que foi emitido pela primeira vez no início do universo e, assim, fornece uma visão sobre este período vital da astronomia história.