infracrvena astronomija

infracrvena astronomija, grana astronomije koja se bavi promatranjem svemirskih izvora infracrvenoga zračenja, tj. elektromagnetskih valova valne duljine od 0,8 do 1000 μm. Dijelom se preklapa sa submilimetarskom astronomijom.

Povijesni razvoj

Infracrvena astronomija razvija se od 1800. kada je Frederick William Herschel otkrio infracrveno zračenje. Kako je infracrveno zračenje ljudskom oku nevidljivo, u početku je najveći problem bio nedostatak detektora. Britanski astronom Piazzi Smyth (1819–1900) s pomoću termoelementa zabilježio je 1856. Mjesečevo infracrveno zračenje. Samuel Pierpont Langley izumio je 1881. bolometar kojim se mogla mjeriti energija infracrvenoga zračenja pa je s pomoću bolometra 1900-ih otkriveno još nekoliko svemirskih izvora: Jupiter, Saturn i Vega. Infracrvena astronomija brže napreduje od 1950., kada se počinju rabiti olovno-sulfidni detektori (PbS) ohlađeni na 77 K potapanjem u tekući dušik.

Drugi je problem napretku infracrvene astronomije Zemljina atmosfera koja upija većinu infracrvenoga zračenja iz svemira i ometa promatranje tako što je i sama izvor infracrvenoga zračenja. Ipak, postoji nekoliko uskih »prozora«, za infracrveno zračenje određenih valnih duljina, kroz koje atmosfera propušta zračenje iz svemira.

Valne duljine infracrvenoga zračenja svemirskih izvora vidljive sa Zemljine površine

blisko infracrveno zračenje
(μm)
srednje infracrveno zračenje
(μm)
daleko infracrveno zračenje
(μm)
0,65–1,0 7,5−14,5 28−40
1,1−1,4 17−25 330−370
1,5−1,8   450
2,0−2,4    
3,0−4,0    
4,6−5,0    

Zemaljski teleskopi za infracrveno zračenje grade se na suhim planinskim mjestima, npr. najveći teleskop VISTA (Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy, od 2008) nalazi se u pustinji Atacama u Čileu, na nadmorskoj visini 2635 m, ima zrcalo promjera 4,1 m i snima zračenje u području valnih duljina od 0,85 do 2,3 μm. Veći broj teleskopa za infracrveno zračenje nalazi se sklopu Opservatorija Mauna Kea na nadmorskoj visini 4200 m.

Za promatranje svih valnih duljina infracrvenoga zračenja potrebno je teleskop podići iznad atmosfere. Prva raketa koja je nosila infracrveni teleskop lansirana je 1967. Visoko modificirani transportni zrakoplov KAO (Kuiper Airborne Observatory, 1974–95) nosio je na visinu 14 km teleskop kojim je promatrano infracrveno zračenje u spektralnom rasponu od 1 do 500 μm. Prvi infracrveni svemirski teleskop IRAS (Infrared Astronomical Satellite) snimio je (1983) cijelo nebo u području valnih duljina od 5 do 100 μm. Slijedili su ga: ISO (Infrared Space Observatory, 1995–98), Spitzer Space Telescope (2003–20), Herschel Space Observatory (2009–13), WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer, 2009–11., od 2013. kao NEOWISE) i Svemirski teleskop James Webb (od 2021).

Primjena

Infracrvena astronomija omogućuje proučavanje kemijskoga sastava atmosfera i površina tijela u Sunčevu sustavu jer su planeti i sva druga tijela zagrijana Sunčevim zračenjem izvori infracrvene svjetlosti. Izvan Sunčeva sustava infracrvena astronomija omogućuje prikupljanje podataka o crvenim divovima, koji su najsjajniji izvori infracrvenoga zračenja, crvenim patuljcima, smeđim patuljcima, atmosferama ekstrasolarnih planeta, maglicama, kemijskom sastavu međuzvjezdane tvari. Zvijezde, npr. Betelgez, najviše emitiraju zračenje valne duljine oko 2 μm, vrući oblaci međuzvjezdane prašine, npr. Velika Orionova maglica i oblaci u blizini jezgre Mliječne staze, najviše emitiraju zračenje valne duljine od 10 do 20 μm, a tamne maglice emitiraju infracrveno zračenje valne duljine veće od 100 μm.

S obzirom na to da međuzvjezdana prašina upija i raspršuje zračenja kraćih valnih duljina, a propušta infracrveno, prednost je infracrvene astronomije u odnosu na optičku u tome što omogućuje promatranje zvijezda i drugih objekata kad su, u vidljivome dijelu spektra, zakriveni gustom međuzvjezdanom prašinom, npr. protozvijezda i aktivnih jezgri Seyfertovih galaktika.

Infracrvena astronomija važna je u istraživanju ranoga svemira jer je zbog njegova širenja velik dio vidljive i ultraljubičaste svjetlosti oslobođene u ranome svemiru crvenim pomakom rastegnut u infracrveno područje spektra elektromagnetskih valova.

Citiranje:
infracrvena astronomija. Hrvatska enciklopedija, mrežno izdanje. Leksikografski zavod Miroslav Krleža, 2021. Pristupljeno 3. 10. 2022. <http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=71327>.