Các công cụ thiên văn học tử ngoại

Các công cụ thiên văn học tử ngoại quan sát phần quang phổ ngay dưới ánh sáng nhìn thấy, chỉ có thể tiếp cận từ không gian và đòi hỏi các lớp phủ, quang học và bộ tách sóng đặc biệt hoạt động trong điều kiện thủy tinh và vật liệu thông thường hấp thụ.

Definition

Các công cụ thiên văn học tử ngoại là kính thiên văn và bộ tách sóng đặt trong không gian được tối ưu hóa cho bức xạ khoảng 10 đến 400 nanomet, sử dụng quang học phản xạ, lớp phủ đặc biệt và bộ tách sóng không nhạy với ánh sáng mặt trời phù hợp với các bước sóng bị khí quyển và các vật liệu quang học thông thường hấp thụ.

Scope

Chủ đề này bao gồm sự phân chia thành tử ngoại gần, tử ngoại xa và tử ngoại cực xa, quang học phản xạ với các lớp phủ chuyên biệt như nhôm với magie florua, bộ tách sóng không nhạy với ánh sáng mặt trời bao gồm các thiết bị tấm vi kênh và đếm photon, máy quang phổ tử ngoại, và các vấn đề ô nhiễm và suy thoái khiến các công cụ tử ngoại khó chế tạo và vận hành.

Core questions

• Tại sao thiên văn học tử ngoại phải được thực hiện từ không gian?
• Loại quang học và lớp phủ nào hoạt động trong dải tử ngoại?
• Những bộ tách sóng nào được sử dụng và "không nhạy với ánh sáng mặt trời" có nghĩa là gì?
• Tại sao các công cụ tử ngoại đặc biệt nhạy cảm với ô nhiễm?

Key theories

Quang học và lớp phủ tử ngoại

Hầu hết các loại thủy tinh hấp thụ tia tử ngoại, vì vậy các công cụ dựa vào quang học phản xạ với các lớp phủ được lựa chọn cẩn thận, chẳng hạn như nhôm được phủ magie florua, để duy trì khả năng phản xạ vào dải tử ngoại xa.

Bộ tách sóng đếm photon không nhạy với ánh sáng mặt trời

Các bộ tách sóng tấm vi kênh và các bộ tách sóng đếm photon khác với catốt quang nhạy với tia tử ngoại có thể được chế tạo để không nhạy với bầu trời quang học sáng hơn nhiều, một đặc tính thiết yếu được gọi là không nhạy với ánh sáng mặt trời.

Độ nhạy với ô nhiễm

Các màng mỏng chất gây ô nhiễm và thậm chí cả sự thoát khí phân tử hấp thụ mạnh ánh sáng tử ngoại, vì vậy các công cụ này đòi hỏi sự sạch sẽ tỉ mỉ trong quá trình chế tạo và vận hành.

Clinical relevance

Quan sát tử ngoại thăm dò các ngôi sao trẻ nóng, môi trường liên sao và liên thiên hà thông qua các vạch hấp thụ, bồi tụ trong các hệ sao đôi nhỏ gọn và sự hình thành sao trong các thiên hà, tiếp cận các chẩn đoán về khí nóng và các quá trình năng lượng không có ở các bước sóng dài hơn.

History

Thiên văn học tử ngoại bắt đầu với các tên lửa thăm dò và các vệ tinh ban đầu, và Kính thiên văn tử ngoại quốc tế (International Ultraviolet Explorer) hoạt động lâu dài từ năm 1978 đã biến nó thành một lĩnh vực thường xuyên. Các công cụ trên Kính thiên văn vũ trụ Hubble và các nhiệm vụ chuyên dụng đã mở rộng hình ảnh và quang phổ tử ngoại trong các nghiên cứu về sao, thiên hà và liên thiên hà.

Key figures

• Lyman Spitzer
• George Carruthers

Seminal works

• kitchin2013
• rieke2003

Frequently asked questions

Tại sao thiên văn học tử ngoại yêu cầu kính thiên văn không gian?

Ozone và các phân tử khác trong khí quyển Trái đất hấp thụ bức xạ tử ngoại gần như hoàn toàn, vì vậy nó không bao giờ đến được mặt đất. Do đó, việc quan sát bầu trời tử ngoại đòi hỏi phải đưa các công cụ lên trên khí quyển bằng tên lửa hoặc vệ tinh.

Bộ tách sóng không nhạy với ánh sáng mặt trời có nghĩa là gì?

Bộ tách sóng không nhạy với ánh sáng mặt trời phản ứng với ánh sáng tử ngoại nhưng về cơ bản không nhạy với ánh sáng nhìn thấy phong phú hơn nhiều. Điều này ngăn chặn nền quang học sáng làm lu mờ các tín hiệu tử ngoại yếu, điều này rất quan trọng vì hầu hết các nguồn thiên văn phát ra nhiều ánh sáng nhìn thấy hơn là ánh sáng tử ngoại.