Ako funguje infračervený ďalekohľad?

Infračervené ďalekohľady používajú v zásade rovnaké komponenty a riadia sa rovnakými princípmi ako ďalekohľady viditeľného svetla; menovite nejaká kombinácia šošoviek a zrkadiel zhromažďuje a zameriava žiarenie na detektor alebo detektory, ktorých údaje sú počítačom preložené do užitočných informácií. Detektory sú zvyčajne súborom špecializovaných polovodičových digitálnych zariadení: najbežnejšie používaným materiálom pre tieto účely je supravodivá zliatina HgCdTe (telurid ortutnatý a kademnatý). Aby sa zabránilo kontaminácii z okolitých zdrojov tepla, musia byť detektory ochladené kryogénom, ako je kvapalný dusík alebo hélium, na teploty blížiace sa k absolútnej nule; Spitzerov vesmírny ďalekohľad, ktorý bol pri svojom uvedení na trh v roku 2003 vôbec najväčším vesmírnym infračerveným ďalekohľadom, je ochladený na -273 ° C a sleduje inovatívnu heliocentrickú obežnú dráhu vlečúcu sa Zeme, čím sa zabráni odrazenému a vlastnému teplu Zem.

Vodná para v zemskej atmosfére absorbuje väčšinu infračerveného žiarenia z vesmíru, preto musia byť pozemné infračervené ďalekohľady umiestnené vo vysokej nadmorskej výške a v suchom prostredí, aby boli účinné; observatóriá v Mauna Kea na Havaji sú v nadmorskej výške 4205 m. Atmosférické účinky sa znižujú namontovaním ďalekohľadov na vysoko letiace lietadlá, čo je technika úspešne používaná na Kuiperovom výsadkovom observatóriu (KAO), ktoré fungovalo v rokoch 1974 až 1995. Účinky atmosférickej vodnej pary sú samozrejme v vesmírnych teleskopoch úplne eliminované; rovnako ako v prípade optických ďalekohľadov je vesmír ideálnym miestom na uskutočňovanie infračervených astronomických pozorovaní. Prvý orbitálny infračervený ďalekohľad, Infračervený astronomický satelit (IRAS), uvedený na trh v roku 1983, zvýšil známy astronomický katalóg asi o 70 percent.

Infračervené ďalekohľady dokážu detekovať príliš coolandské objekty, a teda príliš slabé na to, aby ich bolo možné pozorovať vo viditeľnom svetle, ako sú planéty, niektoré hmloviny a hviezdy hnedého trpaslíka. Infračervené žiarenie má tiež dlhšie vlnové dĺžky ako viditeľné svetlo, čo znamená, že môže prechádzať astronomickým plynom a prachom bez toho, aby bolo rozptýlené. Takto môžu byť v infračervenej oblasti pozorované objekty a oblasti zakryté vo viditeľnom spektre, vrátane stredu Mliečnej dráhy.

Pokračujúca expanzia vesmíru vedie k javu červeného posunu, ktorý spôsobuje, že žiarenie z hviezdneho objektu bude mať postupne väčšie vlnové dĺžky, čím ďalej sa objekt nachádza od Zeme. V čase, keď sa dostane na Zem, sa teda veľa viditeľného svetla zo vzdialených objektov posunulo do infračerveného žiarenia a dá sa detekovať infračervenými ďalekohľadmi. Keď pochádzalo z veľmi vzdialených zdrojov, trvalo tomuto žiareniu natoľko dlho, než sa dostalo na Zem prvýkrát emitované v ranom vesmíre, a poskytuje tak pohľad na toto rozhodujúce astronomické obdobie história.