Полная версия


Инфракрасный телескоп

Астрономия для любителей Виды телескопов Инфракрасный

Инфракрасный телескоп Инфракрасные телескопы – это вид телескопов, которые применяются в астрономии для исследования теплового излучения космических объектов. Инфракрасное излучение - электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между красным концом видимого света (с длиной волны 0,74 мкм) и микроволновым излучением (1-2 мм). Другое название инфракрасного излучения – «тепловое» излучение. Действительно, все тела, твердые и жидкие, нагретые до определенной температуры, излучают энергию в инфракрасном спектре. При этом длины волн, излучаемые телом, зависят от температуры нагревания: чем выше температура, тем короче длина волны и выше интенсивность излучения. Первые эксперименты в области изучения инфракрасного излучения были проведены еще на рубеже 18-19 веков. Именно тогда английский ученый Уильям Гершель провел исследование нагревательных способностей лучей разных частей спектра. Обнаруженное невидимое излучение, способное, тем не менее, нагревать Гершель назвал инфракрасным.
 
Инфракрасный телескоп В настоящее время известно три составляющих диапазона инфракрасного излучения: коротковолновая, средневолновая и длинноволновая область. Длинноволновую область иногда называют терагерцовым излучением. Доказано, что земная атмосфера пропускает инфракрасное излучение только определенного диапазона: 0,75-5 мкм. Для остальной части лучей она непрозрачна. Тем не менее, инфракрасное наблюдение активно используется в астрономии с 19 века. С помощью инфракрасных телескопов зачастую можно сделать такие наблюдения, которые невыполнимы с помощью обычной астрономической техники. Основателем инфракрасной астрономии принято считать британского ученого Чарльза Пиацци Смита, который в 1856 году первым зарегистрировал тепловое излучение Луны.
 
Принцип действия инфракрасного телескопа состоит в принятии и обработке теплового излучения. Основным элементом первых инфракрасных телескопов была полоска фольги, обладающая черной поверхностью. Если через фольгу пропустить ток, то при изменении температуры металла, меняется его сопротивление. Следовательно, изменяются и показатели тока. В зависимости от этих показателей можно рассчитать интенсивность теплового излучения.
 
Инфракрасный телескоп Важнейшим блоком любого инфракрасного телескопа является криостат. В отличие от обычных телескопов, которые мало зависят от температуры окружающей среды, инфракрасный телескоп при работе нужно постоянно охлаждать, иначе кроме излучения космических объектов он будет регистрировать тепловое излучение всех близлежащих объектов, а также самого себя, т.е. главный сигнал затеряется за шумом. Для охлаждения инфракрасных телескопов изначально использовался сухой лед, потом для лучшей защиты от помех разработчики телескопов перешли на жидкий азот. В настоящее время большинство телескопов охлаждают жидким гелием. В современных телескопах некоторые модули охлаждают до температуры 3 Кельвина.
 
В качестве собирающих устройств в инфракрасных телескопах используются вогнутые зеркала диаметром в среднем 2-4 м., причем точность обработки отражающей поверхности у них гораздо ниже, чем в обычном телескопе.
 
Блок управления – не менее важная деталь инфракрасного телескопа. Он оснащен высокоточной электроникой, которая отвечает за выполнение той или иной научной программы, контроль за жизненно важными функциями телескопа.
 
Инфракрасный телескоп Существуют телескопы, которые одновременно являются оптическими и инфракрасными, например знаменитый Хаббл. Тепловые лучи отражаются обычным телескопическим объективом и фокусируются в одной точке, где размещается прибор, измеряющий тепло. Также существуют инфракрасные фильтры, пропускающие только тепловые лучи. С такими фильтрами происходит фотографирование.

В первую очередь возможности инфракрасных телескопов были использованы для изучения планет Солнечной системы. С помощью тепловых наблюдений удалось уточнить структуру атмосфер некоторых планет, обнаружить водяной лед на поверхности спутников планет-гигантов, открыть собственное тепловое излучение Сатурна и Юпитера. С помощью инфракрасных телескопов ученым удалось составить новую «тепловую» карту вселенной, которая во многом отличается от привычной карты звездного неба. На ней можно увидеть как остывшие планеты, так и места возможного образования новых звезд.
 
В настоящее время в мире существует множество инфракрасных телескопов, которые предназначены для наблюдений с высоких точек земной поверхности, стратостатов, высотных самолетов и даже космических спутников. В 1983 году на околоземную орбиту был выведен знаменитый телескоп IRAS. Он проработал на орбите больше года, и основным его назначением было исследование излучения центральной области Млечного Пути.

Хостинг любезно предоставлен сайтом "Рублевка"
Участки Новая Рига
Другой знаменитый инфракрасный телескоп, Спитцер (Spitzer) является даже не телескопом, а полноценной обсерваторией. Он был выведен на орбиту в августе 2003 года. Наравне с телескопом Хаббл он используется для изучения самых далеких галактик. Телескоп оснащен 85-сантиметровым бериллиевым зеркалом, обеспечивающим разрешение до одной угловой секунды. Охлаждение аппаратуры производится жидким гелием. Обсерватория Спитцер уникальна тем, что движется не по геоцентрической, а по гелиоцентрической орбите. Это было сделано для того, чтобы аппаратура остывала вдали от нашей планеты и была способна более точно улавливать сигналы, избегая помех. С помощью Спитцера было открыто 2 внесолнечные планеты, несколько сверхмассивных черных дыр, а так же гигантские пылевые облака вокруг некоторых звезд.
 
Будущее инфракрасной астрономии очевидно. Не так давно состоялась презентация нового инфракрасного телескопа «Гершель», который создается европейским консорциумом. Его основной задачей будет изучение звезд и галактик, их формирования и эволюции. NASA готовит к реализации крупномасштабный проект по созданию уникального инфракрасного телескопа. В 2013 году планируется вывести на орбиту телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) с 6,5-метровым зеркалом. Новый телескоп будет рассчитан на поиск самых отдаленных и, следовательно, самых древних объектов Вселенной, которые физически невозможно обнаружить в оптическом диапазоне.

Галетич Юлия, 15.10.2009
Перепечатка без активной ссылки запрещена


TRS 02.08.2009 22:48
Почему в третем абзаце вдруг пошла речь о радиотелескопе ?
Михаил 01.02.2009 11:22
Спасибо за замечание. Мы его учли.
Артур 25.01.2009 14:11 Рейтинг: 4Рейтинг: 4Рейтинг: 4Рейтинг: 4Рейтинг: 4
"В современных телескопах некоторые модули охлаждают до температуры -273° Кельвина. Это всего на 3 градуса выше абсолютного нуля."
Здесь мы видим явную ошибку,а именно: значение абсолютного нуля это -273 градуса по Цельсию,ниже быть не может. Градус Кельвина принимает лишь положительные значения,т.е. 0 по Кельвину = -273 по Цельсию. Так же знак 'градус' при измерении в Кельвинах не ставиться.