Инфракрасные и оптические наблюдения

Инфракрасные и оптические наблюдения охватывают видимый и инфракрасный диапазоны, режим звездного света, проникающее сквозь пыль излучение и тепловое излучение холодных объектов.

Definition

Инфракрасные и оптические наблюдения — это обнаружение небесного излучения в видимом и инфракрасном диапазонах с использованием чувствительных детекторов и, в инфракрасном диапазоне, охлаждаемой оптики для подавления теплового фона.

Scope

Эта тема охватывает наблюдения в оптическом и инфракрасном диапазонах, где возникает большая часть звездного излучения и где пыль как покрасняет, так и переизлучает. В ней рассматриваются оптические детекторы и проблемы, уникальные для инфракрасного диапазона, включая тепловой фон, полосы атмосферного поглощения и необходимость охлаждаемых приборов. Также рассматриваются такие методы, как адаптивная оптика, которые преодолевают атмосферное размытие на этих длинах волн.

Core questions

• Какие атмосферные окна позволяют проводить наземные оптические и инфракрасные наблюдения?
• Почему инфракрасные приборы должны быть охлаждены, и как подавляется тепловой фон?
• Как межзвездная пыль одновременно поглощает оптический свет и излучает в инфракрасном диапазоне?
• Как адаптивная оптика корректирует атмосферное размытие на этих длинах волн?

Key theories

Межзвездное поглощение и излучение пыли

Пыль поглощает и рассеивает оптический и ультрафиолетовый свет, вызывая покраснение источников, а затем переизлучает поглощенную энергию термически в инфракрасном диапазоне, поэтому два диапазона дают взаимодополняющие представления о пылевых областях.

Адаптивная оптика

Коррекция в реальном времени атмосферных искажений волнового фронта с помощью деформируемого зеркала восстанавливает разрешение, близкое к дифракционному пределу, при этом производительность улучшается в сторону более длинных инфракрасных волн.

Clinical relevance

Оптический диапазон несет большую часть звездного света и спектральные особенности, используемые для характеристики звезд и галактик, в то время как инфракрасный диапазон проникает сквозь пыль, чтобы выявить области звездообразования, холодные звезды и галактики с высоким красным смещением, свет которых сместился из оптического диапазона.

History

Оптические наблюдения — старейшая отрасль астрономии, преобразованная фотографией, фотоэлектрическими детекторами и ПЗС-матрицами; инфракрасная астрономия развивалась позднее с охлаждаемыми детекторами и космическими телескопами, способными избежать теплой, непрозрачной атмосферы.

Seminal works

• chromey2016
• lena2012
• glass1999

Frequently asked questions

Почему инфракрасное небо так ярко для телескопа?

Атмосфера, телескоп и прибор — все они теплые и излучают тепловое инфракрасное излучение, создавая сильный фон; инфракрасные приборы охлаждаются и тщательно экранируются для уменьшения этого эффекта.

Почему для наблюдения сквозь пыль используют инфракрасный диапазон?

Более длинные инфракрасные волны рассеиваются и поглощаются межзвездной пылью гораздо меньше, чем оптический свет, поэтому инфракрасный диапазон может выявить звезды и структуры, скрытые за пылевыми облаками.