红外和光学观测

红外和光学观测涵盖可见光和红外波段，是恒星光、穿透尘埃的辐射以及冷物体热辐射的领域。

Definition

红外和光学观测是利用灵敏探测器，并在红外波段使用冷却光学器件以抑制热背景，来探测可见光和红外波段的宇宙辐射。

Scope

本主题涵盖光学和红外波段的观测，这是大多数恒星辐射出现以及尘埃使光线变红并重新发射的波段。它涉及光学探测器以及红外波段特有的挑战，包括热背景、大气吸收带以及对冷却仪器的需求。它还涵盖了诸如自适应光学等技术，这些技术可以克服这些波长下的大气模糊。

Core questions

• 哪些大气窗口允许地基光学和红外观测？
• 为什么红外仪器必须冷却，以及如何抑制热背景？
• 星际尘埃如何既遮蔽可见光又在红外波段发射？
• 自适应光学如何校正这些波长下的大气模糊？

Key theories

星际消光和尘埃发射

尘埃吸收和散射可见光和紫外光，使光源变红，然后以热辐射的形式在红外波段重新辐射吸收的能量，因此这两个波段提供了尘埃区域的互补视图。

自适应光学

使用可变形镜对大气波前畸变进行实时校正，可恢复接近衍射极限的分辨率，且性能随红外波长增加而提高。

Clinical relevance

光学波段承载着大部分恒星光和用于表征恒星和星系的光谱特征，而红外波段则能穿透尘埃，揭示恒星形成区、冷恒星以及光线已从光学波段红移的高红移星系。

History

光学观测是天文学最古老的分支，通过摄影、光电探测器和CCD得到了改造；红外天文学则随着冷却探测器和能够摆脱温暖、不透明大气的空间望远镜而成熟。

Seminal works

• chromey2016
• lena2012
• glass1999

Frequently asked questions

为什么望远镜看到的红外天空如此明亮？

大气、望远镜和仪器本身都是温暖的，并会发射热红外辐射，从而产生强烈的背景；红外仪器经过冷却并仔细遮挡以减少这种情况。

为什么要在红外波段观测以穿透尘埃？

较长的红外波长被星际尘埃散射和吸收的程度远低于可见光，因此红外波段可以揭示隐藏在尘埃云后面的恒星和结构。