Kızılötesi Teleskoplar ve Gözlemevleri
Kızılötesi teleskoplar ve gözlemevleri, soğuk, tozlu ve uzak nesnelerden gelen ısı radyasyonunu gözlemlemek amacıyla, atmosferin ve cihazın kendisinin ezici kızılötesi ışımasını bastıracak şekilde inşa edilmektedir.
Tanım
Kızılötesi teleskoplar ve gözlemevleri, soğuk optikler, düşük emisyonlu tasarım, dikkatli yer seçimi veya uzay konumlandırması ve zayıf astronomik sinyalleri termal gürültüden ayıran arka plan çıkarma teknikleri aracılığıyla yaklaşık 1 ila 300 mikron aralığı için optimize edilmiş tesislerdir.
Kapsam
Bu konu, yer tabanlı kızılötesi gözlemi kısıtlayan atmosferik pencereleri ve arka planları, yüksek ve kuru dağlık bölgeleri, hava ve balon platformlarını, uzay kızılötesi gözlemevlerini, optiklerin ve dedektörlerin kriyojenik soğutulmasını ve parlak arka planı çıkaran 'chopping' ve 'nodding' gibi gözlem tekniklerini kapsamaktadır.
Temel sorular
- Kızılötesi gökyüzü, optik gökyüzünden neden bu kadar daha parlaktır?
- Atmosferik soğurma ve emisyon, konum, platform veya uzay yerleşimi ile nasıl hafifletilmektedir?
- Kızılötesi teleskoplar ve dedektörler neden soğutulmalıdır?
- Baskın termal arka planı çıkaran gözlem teknikleri nelerdir?
Temel kuramlar
- Termal arka plan ve emisyon
- Oda sıcaklığındaki her şey kızılötesi dalga boylarında güçlü bir şekilde ışıma yapmaktadır; bu nedenle atmosfer, teleskop ve cihaz, astronomik kaynakları gölgede bırakan büyük bir arka plan yaymakta ve düşük emisyonlu, soğutulmuş tasarımları zorunlu kılmaktadır.
- Atmosferik pencereler
- Su buharı ve diğer moleküller, kızılötesi dalga boylarının çoğunu soğurarak, yerden erişilebilir yalnızca ayrık pencereler bırakmaktadır; bu durum gözlemcileri kuru, yüksek irtifalı bölgelere veya atmosferin üzerine yönlendirmektedir.
- Chopping ve Nodding
- Gözlemciler, ikincil ayna ile ışın demetini kaynak ile bitişik gökyüzü arasında hızla değiştirerek ve ardından teleskobu hareket ettirerek, yavaşça değişen termal arka planı iptal etmek için kareler arasındaki farkı almaktadır.
Klinik önem
Kızılötesi gözlem, tozla gizlenmiş yıldız oluşum bölgelerini, güneş sisteminin soğuk dış bölgelerini, kahverengi cüceleri ve ötegezegenleri, ayrıca ışığı kızılötesine doğru gerilmiş yüksek kırmızıya kaymalı gökadaları ortaya koyarak, bu tesisleri modern astrofizik genelinde vazgeçilmez kılmaktadır.
Tarihçe
Herschel, 1800 yılında kızılötesi radyasyonu keşfetmiştir; ancak hassas kızılötesi astronomi, 1960'lardan itibaren geliştirilen bolometreleri ve soğutulmuş dedektörleri beklemiştir. Yer tabanlı araştırmalar, IRAS, ISO, Spitzer ve James Webb Uzay Teleskobu gibi uzay gözlemevlerine, atmosferik su buharının çoğunun üzerinde uçan hava platformlarıyla birlikte yerini bırakmıştır.
Öne çıkan isimler
- William Herschel
- Frank Low
- Gerry Neugebauer
İlgili konular
Temel eserler
- glass1999
- rieke2003
Sıkça sorulan sorular
- JWST gibi uzay teleskopları neden aşırı soğuk tutulmaktadır?
- Sıcak bir teleskop, kızılötesi dalga boylarında parlak bir şekilde ışıma yapar ve zayıf kozmik sinyalleri bastırabilir. Teleskobu Güneş'ten koruyarak ve birkaç on Kelvin veya daha düşük sıcaklıklara soğutarak, kendi termal emisyonu tespit etmeye çalıştığı sinyallerin çok altına düşürülmektedir.
- Kızılötesi astronomi yerden hiç yapılabilir mi?
- Evet, ancak yalnızca dar atmosferik pencerelerde ve su buharının düşük olduğu yüksek, kuru bölgelerden yapılabilmektedir. O zaman bile sıcak gökyüzü parlak olduğundan, gözlemciler arka planı çıkarmak için 'chopping' ve 'nodding' tekniklerine güvenmekte, en zorlu kızılötesi çalışmalar ise hava veya uzay platformlarından gerçekleştirilmektedir.