Инструменты ультрафиолетовой астрономии

Инструменты ультрафиолетовой астрономии наблюдают часть спектра, расположенную непосредственно перед видимым светом, доступную только из космоса и требующую специальных покрытий, оптики и детекторов, которые работают там, где обычное стекло и материалы поглощают излучение.

Definition

Инструменты ультрафиолетовой астрономии — это космические телескопы и детекторы, оптимизированные для излучения в диапазоне примерно от 10 до 400 нанометров, использующие отражающую оптику, специальные покрытия и «солнечно-слепые» детекторы, подходящие для длин волн, поглощаемых атмосферой и обычными оптическими материалами.

Scope

Эта тема охватывает деление на ближний, дальний и экстремальный ультрафиолет, отражающую оптику со специализированными покрытиями, такими как алюминий с фторидом магния, «солнечно-слепые» детекторы, включая микроканальные пластины и устройства подсчета фотонов, ультрафиолетовые спектрографы, а также проблемы загрязнения и деградации, которые делают создание и эксплуатацию ультрафиолетовых приборов сложной задачей.

Core questions

• Почему ультрафиолетовая астрономия должна проводиться из космоса?
• Какая оптика и покрытия работают в ультрафиолетовом диапазоне?
• Какие детекторы используются и что означает «солнечно-слепой»?
• Почему ультрафиолетовые приборы особенно чувствительны к загрязнениям?

Key theories

Ультрафиолетовая оптика и покрытия

Большинство стекол поглощают ультрафиолет, поэтому приборы полагаются на отражающую оптику с тщательно подобранными покрытиями, такими как алюминий, покрытый фторидом магния, для поддержания отражательной способности в дальнем ультрафиолете.

«Солнечно-слепые» детекторы подсчета фотонов

Микроканальные пластины и другие детекторы подсчета фотонов с фотокатодами, чувствительными к ультрафиолету, могут быть сделаны нечувствительными к гораздо более яркому оптическому небу — это существенное свойство называется «солнечно-слепым».

Чувствительность к загрязнениям

Тонкие пленки загрязняющих веществ и даже молекулярное газовыделение сильно поглощают ультрафиолетовый свет, поэтому эти приборы требуют тщательной чистоты при сборке и эксплуатации.

Clinical relevance

Ультрафиолетовые наблюдения позволяют исследовать горячие молодые звезды, межзвездную и межгалактическую среду посредством линий поглощения, аккрецию в компактных двойных системах и звездообразование в галактиках, предоставляя диагностику горячего газа и энергетических процессов, недоступную на более длинных волнах.

History

Ультрафиолетовая астрономия началась с суборбитальных ракет и первых спутников, а долгоживущий Международный ультрафиолетовый исследователь (International Ultraviolet Explorer) 1978 года сделал ее рутинной. Инструменты на борту космического телескопа «Хаббл» и специализированные миссии расширили ультрафиолетовую визуализацию и спектроскопию в рамках звездных, галактических и межгалактических исследований.

Key figures

• Lyman Spitzer
• George Carruthers

Seminal works

• kitchin2013
• rieke2003

Frequently asked questions

Почему ультрафиолетовая астрономия требует космических телескопов?

Озон и другие молекулы в атмосфере Земли почти полностью поглощают ультрафиолетовое излучение, поэтому оно никогда не достигает поверхности. Наблюдение ультрафиолетового неба, следовательно, требует вывода приборов за пределы атмосферы на ракетах или спутниках.

Что означает, что детектор является «солнечно-слепым»?

«Солнечно-слепой» детектор реагирует на ультрафиолетовый свет, но по существу нечувствителен к гораздо более обильному видимому свету. Это предотвращает заглушение слабых ультрафиолетовых сигналов ярким оптическим фоном, что крайне важно, поскольку большинство астрономических источников излучают гораздо больше видимого, чем ультрафиолетового света.