Quan sát hồng ngoại và quang học

Quan sát hồng ngoại và quang học bao gồm các dải nhìn thấy và hồng ngoại, là chế độ ánh sáng sao, bức xạ xuyên bụi và phát xạ nhiệt của các vật thể lạnh.

Definition

Quan sát hồng ngoại và quang học là việc phát hiện bức xạ thiên thể trên các dải nhìn thấy và hồng ngoại, sử dụng các bộ dò nhạy và, trong dải hồng ngoại, các quang học được làm mát để triệt tiêu nhiễu nền nhiệt.

Scope

Chủ đề này bao gồm quan sát trong dải quang học và hồng ngoại, nơi hầu hết bức xạ sao phát ra và nơi bụi vừa làm đỏ vừa tái phát xạ. Nó đề cập đến các bộ dò quang học và những thách thức riêng của hồng ngoại, bao gồm nhiễu nền nhiệt, các dải hấp thụ của khí quyển và nhu cầu về các thiết bị làm mát. Nó cũng bao gồm các kỹ thuật như quang học thích nghi giúp khắc phục hiện tượng mờ do khí quyển ở các bước sóng này.

Core questions

• Cửa sổ khí quyển nào cho phép quan sát quang học và hồng ngoại từ mặt đất?
• Tại sao các thiết bị hồng ngoại phải được làm mát, và nhiễu nền nhiệt được triệt tiêu như thế nào?
• Bụi giữa các vì sao vừa che khuất ánh sáng quang học vừa phát xạ trong dải hồng ngoại như thế nào?
• Quang học thích nghi khắc phục hiện tượng mờ do khí quyển ở các bước sóng này như thế nào?

Key theories

Sự tắt dần giữa các vì sao và phát xạ bụi

Bụi hấp thụ và tán xạ ánh sáng quang học và tia cực tím, làm đỏ các nguồn, sau đó tái bức xạ năng lượng hấp thụ một cách nhiệt trong dải hồng ngoại, do đó hai dải này cung cấp các góc nhìn bổ sung về các vùng bụi.

Quang học thích nghi

Hiệu chỉnh thời gian thực sự biến dạng sóng khí quyển bằng cách sử dụng gương biến dạng giúp khôi phục độ phân giải gần giới hạn nhiễu xạ, với hiệu suất cải thiện theo hướng các bước sóng hồng ngoại dài hơn.

Clinical relevance

Dải quang học mang hầu hết ánh sáng sao và các đặc điểm quang phổ được sử dụng để mô tả các ngôi sao và thiên hà, trong khi hồng ngoại xuyên qua bụi để tiết lộ các vùng hình thành sao, các ngôi sao lạnh và các thiên hà dịch chuyển đỏ cao có ánh sáng đã bị dịch chuyển ra khỏi dải quang học.

History

Quan sát quang học là nhánh lâu đời nhất của thiên văn học, được biến đổi bởi nhiếp ảnh, các bộ dò quang điện và CCD; thiên văn học hồng ngoại phát triển muộn hơn với các bộ dò được làm mát và kính viễn vọng không gian có khả năng thoát khỏi bầu khí quyển ấm và mờ đục.

Seminal works

• chromey2016
• lena2012
• glass1999

Frequently asked questions

Tại sao bầu trời hồng ngoại lại sáng đối với kính viễn vọng?

Bầu khí quyển, kính viễn vọng và thiết bị đều ấm và phát ra bức xạ hồng ngoại nhiệt, tạo ra nhiễu nền mạnh; các thiết bị hồng ngoại được làm mát và che chắn cẩn thận để giảm thiểu điều này.

Tại sao phải quan sát trong dải hồng ngoại để nhìn xuyên qua bụi?

Các bước sóng hồng ngoại dài hơn bị bụi giữa các vì sao tán xạ và hấp thụ ít hơn nhiều so với ánh sáng quang học, do đó hồng ngoại có thể tiết lộ các ngôi sao và cấu trúc ẩn sau các đám mây bụi.