Інфрачервоний телескоп
Інфрачервоні телескопи – це такий вид телескопів, що застосовуються в астрономії вивчення теплового випромінювання космічних об'єктів. Інфрачервоне випромінювання - електромагнітне випромінювання, що займає спектральну область між червоним кінцем видимого світла (з довжиною хвилі 0,74 мкм) та мікрохвильовим випромінюванням (1-2 мм). Інакше назвати інфрачервоне випромінювання можна як «теплове» . Як відомо, абсолютно всі тіла і рідкі, і тверді, нагріті до певної температури, випромінюють енергію в інфрачервоному спектрі. Довжини хвиль, що випромінюються тілом, залежать від температури нагрівання: чим нижча температура, тим хвиля довша і нижча інтенсивність її випромінювання. Експерименти у сфері вивчення інфрачервоного випромінювання проводилися наприкінці 18 століття. Тоді Вільям Гершель, англійський вчений, вперше провів дослідження нагрівальних здібностей променів різних частин спектра. Виявлене невидиме випромінювання, здатне проте нагрівати Гершель назвавінфрачервоним.
Весь діапазон інфрачервоного випромінювання ділиться натри складових:
- короткохвильова область: λ = 0,74-2,5 мкм;
- середньохвильова: λ = 2,5-50 мкм;
- довгохвильова: λ = 50-2000 мкм.
Довгохвильову околицю цього діапазону деякі вчені виділяють в окремий діапазон – терагерцеве випромінювання (субміліметрове випромінювання).
Наукою доведено, що земна атмосфера пропускає інфрачервоне випромінювання лише певного діапазону: 0,75-5 мкм. Для решти променів вона непрозора. Проте, спостереження за зірками в інфрачервоному світлі все одно активно використовується в астрономії з 19 століття. Інфрачервоні телескопи дозволяють фіксувати такі дії, які нездійсненні за допомогою звичайної астрономічної техніки. Британського вченогоЧарльза Піацці Сміта вважається засновником інфрачервоної астрономії. Саме він першим зареєстрував теплове випромінювання Місяця у 1856 році.
Дія інфрачервоного телескопа
Принцип дії такого телескопа полягає у прийнятті та обробці теплового випромінювання. У перших інфрачервоних телескопах використовувалася фольга, що має чорну поверхню. Якщо через смужку фольги пропустити струм, то при зміні температури металу змінюється його опір. Отже, змінюються показники струму. Залежно від цих показників, можна розрахувати інтенсивність теплового випромінювання.
Із чого складається сучасний інфрачервоний телескоп?
Сьогодні найважливішим блоком будь-якого інфрачервоного телескопа єкріостат. На відміну від звичайних телескопів, які залежать від температури навколишнього середовища, інфрачервоний телескоп під час роботи потрібно постійно охолоджувати, інакше крім випромінювання космічних об'єктів він реєструватиме теплове випромінювання всіх довколишніх об'єктів, і навіть себе, тобто. головний сигнал загубиться за шумом. Для охолодження інфрачервоних телескопів спочатку використовувався сухий лід, потім кращого захисту від перешкод розробники телескопів перейшли рідкий азот. Нині більшість телескопів охолоджують рідким гелієм. У сучасних телескопах деякі модулі охолоджують до температури 3 Кельвіна.
Як збирають пристроїв в інфрачервоних телескопах використовуютьсяувігнуті дзеркала діаметром в середньому 2-4 м., причому точність обробки поверхні, що відбиває у них набагато нижче, ніж у звичайному телескопі.
Блок керування – не менш важлива деталь інфрачервоного телескопа. Він оснащений високоточною електронікою, яка відповідає за виконання тієї чи іншої наукової програми,контроль за життєво важливими функціями телескопа
Існують телескопи, які одночасно є оптичними та інфрачервоними, наприклад, знаменитийХаббл. Теплові промені відображаються звичайним телескопічним об'єктивом і фокусуються в одній точці, де розміщується прилад, що вимірює тепло. Також існуютьінфрачервоні фільтри, що пропускають лише теплові промені. З такими фільтрами відбувається фотографування.
«Досягнення» інфрачервоних телескопів
Насамперед можливості інфрачервоних телескопів було використано вивчення планет Сонячної системи. За допомогою теплових спостережень вдалося уточнити структуру атмосфер деяких планет, виявити водяну кригу на поверхні супутників планет-гігантів, відкрити власне теплове випромінювання Сатурна та Юпітера. За допомогою інфрачервоних телескопів ученим вдалося скласти нову «теплову» карту всесвіту, яка багато в чому відрізняється від звичної карти зоряного неба. На ній можна побачити як охолілі планети, так і місця можливої освіти нових зірок.
Найвідоміші інфрачервоні телескопи
В даний час у світі існує безліч інфрачервоних телескопів, які призначені для спостережень з найвищих точок земної поверхні, стратостатів, висотних літаків і навіть космічних супутників. У 1983 році на навколоземну орбіту було виведено знаменитий телескопIRAS. Він пропрацював на орбіті більше року, і основним його призначенням було дослідження випромінювання центральної області Чумацького Шляху.
Майбутнє інфрачервоної астрономії – телескоп Джеймс Вебб (JWST)
«Вебб» дозволить нам побачити Всесвіт такий, який ми ніколи не бачили його раніше. За заявоютворців телескопа, він працюватиме краще, ніж «Хаббл», зможе заглянути далі, ніж «Спітцер», та інші області, ніж «Гершель». Він заповнить прогалини та допоможе створити цілісну картину Всесвіту. Великі спостереження в ІЧ-діапазоні допоможуть нам побачити зірки і планети, що зароджуються. Нам нарешті відкриються перші галактики, і це допоможе скласти воєдино всю космологічну історію.
Є така думка, що телескопи це машини часу. Цей вираз як ніякий інший підходить до ІЧ-телескопів. З їхньою допомогою ми бачимо минуле, тому що світла і тепла потрібний час, щоб досягти Землі.
Читайте також про інші види телескопів: