Infračervená astronómia

Infračervená astronómia je odvetvie astronómie a astrofyziky, ktoré sa zaoberá pozorovaním objektov viditeľných v infračervenom spektre. Viditeľné svetlo je v rozsahu od 400 (modré) do 700 (červené) nm. Väčšie vlnové dĺžky ako 700 nm a kratšie ako mikrovlny sa nazývajú infračervené alebo sumbilimetrové žiarenie.

Vedci klasifikujú infračervenú astronómiu ako súčasť optickej astronómie, pretože obyčajne sa používajú rovnaké optické prístroje, ako napríklad zrkadlá, šošovky a detektory.

Objav

Zanedlho potom, čo Isaac Newton použil sklenený hranol na rozštiepnutie bieleho svetla na farebné spektrum, v roku 1800 slávny britský astronóm Williamom Herschelom zistil, že časť zväzku svetla zo Slnka s najväčšou teplotou prekročila koniec červenej časti spektra. Tieto „žeravé lúče“ dokonca tvorili aj spektrálne čiary. V roku 1856 bolo infračervené žiarenie detegované škótskym astronómom Charlesom Piazzi Smythom aj v mesačnom svite.

Moderná infračervená astronómia

Infračervené žiarenie, ktoré so svojou vlnovou dĺžkou blížia viditeľnej časti svetla, sa mu i svojim chovaním do značnej miery podobá – môže byť teda aj detegované podobnými zariadeniami ako viditeľné svetlo. Z tohoto dôvodu sa blízke IR žiarenie včleňuje do viditeľného optického spektra – väčšina teleskopov je teda schopná vykonávať pozorovania aj v „blízkom“ IR spektre. Vzdialenejšie časti IR spektra musia už byť pozorované špeciálnymi teleskopmi ako je napr. James Clerk Maxwell Telescope v Mauna Kea Observatory.

Tak ako ostatné formy elektromagnetického žiarenia je aj to infračervené vedcami využívané pre hlbšie skúmanie vesmíru. Keďže má IR žiarenie vysokú teplotu, je nutné, aby bol teleskop pri jeho pozorovaní tienený a navyše ochladzovaný tekutým dusíkom (LN₂) alebo héliom (LHe). Najviac sa táto nutnosť prejavuje v strednej až vzdialenej časti IR spektra. Značné problémy pri pozorovaní IR žiarenia pozemnými teleskopmi pôsobí vodná para v Zemskej atmosfére, ktorá absorbuje jeho značnú časť. Z tohoto dôvodu sú teda teleskopy umiestňované do miest s veľkou nadmorskou výškou a nízkou vlhkosťou vzduchu. Medzi observatória, ktoré sú vybudované na takomto mieste, patrí Mauna Kea Observatory (4 205 m n. m.) Alebo Atacama Large Millimeter Array v Čile (5 000 m n. m.).

Tak, ako u optických teleskopov, aj pre infračervené teleskopy je najlepšie umiestnenie vo vesmíre. Medzi takéto patrí Hubbleov vesmírny ďalekohľad, ktorý dokáže sledovať aj IR časť a v roku 2003 vypustený Spitzerov vesmírny ďalekohľad, ktorý je priamo určený pre pozorovanie infračerveného žiarenia.

Medzi ďalšie metódy pozorovania patria tiež lietadlové observatória (pozorovacie prístroje sú umiestnené na palube lietadla) ako sú Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy alebo Kuiper Airborne Observatory. Sledovaním vo vysokých častiach atmosféry (stratosféra) je totiž zmiernený negatívny vplyv vodnej pary, ktorá IR žiarenie absorbuje.

Výborné výsledky dosahujú aj pozemské astronomické interferometre.

Infračervená technológia

Jedným z najčastejších typov IR detektorov, ktoré sa používajú v teleskopoch, je tzv. HgCdTe (Mercury(II) cadmium(II) telluride). Tieto detektory veľmi dobre pracujú v rozsahu vlnových dľžok 0,6 až 5 mikrometrov. Pre sledovanie ďalších vlnových dĺžok alebo pre vyššie rozlíšenie sa používajú: úzkorozchodný semikonduktor, podchladzované bolometre alebo supravodivé tunelové zariadenia.

Astronomické infračervené spektrum

Aj keď dnes už možno skúmať takmer všetky časti infračerveného žiarenia, predsa len je ešte stále mnoho pozorovaní robených zo zemského povrchu. Preto si astronómovia vytvorili zoznam „okien“ tých častí (pásiem) IR spektra, pre ktoré je zemská atmosféra „priepustná“. Medzí hlavné priepustné „okná“ patria

Rozsah vlnových dĺžok	Astronomické pásma	Priepustnosť atmosféry
(mikrometre)
od 1,1 do 1,4	J	Vysoká
1,5 až 1,8	H	Vysoká
2,0 až 2,4	K	Vysoká
3,0 až 4,0	L	3,0 až 3,5: dobrá; 3,5 až 4,0: vysoká
4,6 až 5,0	M	Nízka
7,5 až 14,5	N	8,0 až 9,0 a 10,0 až 12,0: dobrá; ostatné: nízka
17,0 až 40,0	17,0 až 25,0: Q; 28,0 až 40,0: Z	veľmi nízka
330,0 až 370,0	submilimetrové	Veľmi nízka

Referencie

Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku Infračervená astronomie na českej Wikipédii (číslo revízie nebolo určené).

Astronomický portál