Infračervená astronomie

Fotografie středu naší galaxie Mléčná dráha pořízená v infračervené oblasti spektra

Infračervená astronomie je oborem astronomie a astrofyziky, který zkoumá objekty viditelné v infračerveném záření (IR = Infrared). Rozsah viditelného světla se nachází mezi λ=400 nm (modré) až λ=700 nm (červené). Záření o vlnové délce větší než 700 nm, které je však kratší než mikrovlny se nazývá infračervené záření (někdy také submilimetrové vlny).

Vědci řadí infračervenou astronomii do optické astronomie, jelikož při svých výzkumech využívá optické komponenty (zrcadla, čočky apod.)

Objev

Zanedlouho poté, co Isaac Newton použil skleněného hranolu k rozštěpení bílého světla na barevné spektrum, bylo roku 1800 slavným britským astronomem Williamem Herschelem zjištěno, že část svazku světla ze Slunce s největší teplotou překročila konec červené části spektra. Tyto „žhavé paprsky“ dokonce tvořily i spektrální čáry. Roku 1856 bylo infračervené záření detekováno skotským astronomem Charlesem Piazzi Smythem i v měsíčním svitu.

Moderní infračervená astronomie

Infračervené záření, které se svou vlnovou délkou blíží viditelné části světla, se mu i svým chováním do značné míry podobá - může být tedy i detekováno podobnými zařízeními jako viditelné světlo. Z tohoto důvodu se blízké IR záření včleňuje do viditelného optického spektra - většina teleskopů je tedy schopna provádět pozorování i v „blízkém“ IR spektru. Vzdálenější části IR spektra musí již být pozorovány speciálními teleskopy jako je např. James Clerk Maxwell Telescope v Mauna Kea Observatory.

Tak jako ostatní formy elektromagnetického záření je i to infračervené vědci využíváno pro hlubší zkoumání vesmíru. Jelikož má IR záření vysokou teplotu, je nutné, aby byl teleskop při jeho pozorování stíněn a navíc ochlazován tekutým dusíkem (LN₂) nebo heliem (LHe). Nejvíce se tato nutnost projevuje ve střední až vzdálené části IR spektra. Značné problémy při pozorování IR záření pozemními teleskopy působí vodní pára v zemské atmosféře, která absorbuje jeho značnou část. Z tohoto důvodu jsou tedy teleskopy umísťovány do míst s velkou nadmořskou výškou a nízkou vlhkostí vzduchu. Mezi observatoře, které jsou vybudovány na takovém místě patří Mauna Kea Observatory (4205 m n. m.) nebo Atacama Large Millimeter Array v Chile (5000 m n. m.).

Stejně tak, jak je tomu u optických teleskopů, je i pro infračervené teleskopy nejlepší umístění ve vesmíru. Mezi takové patří Hubbleův vesmírný dalekohled, který dokáže sledovat i IR část spektra, a Spitzerův vesmírný dalekohled, který je přímo určen pro pozorování infračerveného záření.

Mezi další metody pozorování patří také letadlové observatoře (pozorovací přístroje jsou umístěny na palubě letadla) jako jsou Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy nebo Kuiper Airborne Observatory. Sledováním ve vysokých částech atmosféry (stratosféra) je totiž zmírněn negativní vliv vodní páry, která IR záření absorbuje.

Výborných výsledků je také dosahováno pozemskými astronomickými interferometry.

Infračervená technologie

Jedním z nejčastějších typů IR detektorů, které se používají v teleskopech je tzv. HgCdTe (Mercury(II) cadmium(II) telluride). Tyto detektory velmi dobře pracují v rozsahu vlnových délek 0,6 až 5 mikrometrů. Pro sledování delších vlnových délek nebo pro vyšší rozlišení se používají: úzkorozchodný semikonduktor, podchlazované bolometry nebo supravodivá tunelová zařízení.

Astronomické infračervené spektrum

Ačkoliv dnes již lze z vesmíru zkoumat takřka všechny části infračerveného záření, přeci jen je ještě stále mnoho pozorování prováděno ze zemského povrchu. Proto si astronomové vytvořili seznam „oken“ těch částí (pásem) IR spektra, pro které je zemská atmosféra „propustná“. Mezí hlavní propustná „okna“ patří

Rozsah vlnových délek	Astronomická pásma	Propustnost atmosféry
(mikrometry)
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	nízká
7,5 až 14,5	N	8,0 až 9,0 a 10,0 až 12,0: dobrá; ostatní: nízká
17,0 až 40,0	17,0 až 25,0: Q; 28,0 až 40,0: Z	velmi nízká
330,0 až 370,0	submilimetrové	Velmi nízká

Externí odkazy

• Caltech IR tutorial
• Harvard Optical and Infrared Astronomy Group

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Infrared astronomy na anglické Wikipedii.

Portály: Astronomie