Wie funktioniert ein Infrarot-Teleskop?

Wie funktioniert ein Infrarot-Teleskop?

Design

Fr├╝he Gestaltung von Spitzer, Bild von der NASA

Infrarot-Teleskope verwenden im Wesentlichen die gleichen Komponenten und folgen den gleichen Prinzipien wie Teleskope mit sichtbarem Licht; eine Kombination von Linsen und Spiegeln sammelt und fokussiert die Strahlung auf einen oder mehrere Detektoren, deren Daten vom Computer in n├╝tzliche Informationen ├╝bersetzt werden. Die Detektoren sind normalerweise eine Sammlung spezialisierter digitaler Halbleiterbauelemente: das am h├Ąufigsten verwendete Material hierf├╝r ist die Supraleiterlegierung HgCdTe (Quecksilber-Cadmium-Tellurid). Um eine Kontamination durch die umgebenden W├Ąrmequellen zu vermeiden, m├╝ssen die Detektoren durch ein Kryogen wie fl├╝ssigen Stickstoff oder Helium auf Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt gek├╝hlt werden; Das Spitzer Space Telescope, das bei seiner Einf├╝hrung im Jahr 2003 das gr├Â├čte Weltraumteleskop ├╝berhaupt war, wird auf -273 ┬░ C gek├╝hlt und folgt einer innovativen heliozentrischen Umlaufbahn, bei der die reflektierte und eingeborene W├Ąrme der Erde vermieden wird.

Typen

Wasserdampf in der Erdatmosph├Ąre absorbiert die meiste Infrarotstrahlung aus dem Weltraum. Deshalb m├╝ssen bodengebundene Infrarot-Teleskope in gro├čer H├Âhe und in einer trockenen Umgebung aufgestellt werden, um effektiv zu sein. Die Observatorien in Mauna Kea, Hawaii, liegen auf einer H├Âhe von 4205 m. Atmosph├Ąrische Effekte werden durch die Montage von Teleskopen an hochfliegenden Flugzeugen reduziert, eine Technik, die erfolgreich am Kuiper Airborne Observatory (KAO) von 1974 bis 1995 eingesetzt wurde. Die Auswirkungen von atmosph├Ąrischem Wasserdampf werden nat├╝rlich im Weltraum eliminiert Teleskope; Wie bei optischen Teleskopen ist der Weltraum der ideale Ort f├╝r astronomische Infrarotbeobachtungen. Das erste Infrarot-Orbital-Teleskop, der Infrared Astronomy Satellite (IRAS), der 1983 auf den Markt kam, steigerte den bekannten astronomischen Katalog um rund 70 Prozent.

Anwendungen

Infrarot-Teleskope k├Ânnen Objekte erkennen, die zu k├╝hl sind - und daher zu schwach -, um im sichtbaren Licht beobachtet zu werden, wie Planeten, einige Nebel und braune Zwergsterne. Au├čerdem hat Infrarotstrahlung l├Ąngere Wellenl├Ąngen als sichtbares Licht, was bedeutet, dass sie astronomisches Gas und Staub passieren kann, ohne dass sie gestreut werden. Somit k├Ânnen Objekte und Bereiche, die im sichtbaren Spektrum, einschlie├člich des Mittelpunkts der Milchstra├če, aus der Sicht verborgen sind, im Infrarotbereich beobachtet werden.

Fr├╝hes Universum

Die fortschreitende Expansion des Universums f├╝hrt zu dem Rotverschiebungsph├Ąnomen, das bewirkt, dass die Strahlung von einem stellaren Objekt progressiv l├Ąngere Wellenl├Ąngen hat, je weiter von der Erde das Objekt entfernt ist. Bis zur Erde ist ein Gro├čteil des sichtbaren Lichts von weit entfernten Objekten ins Infrarote verlagert und kann mit Infrarot-Teleskopen detektiert werden. Wenn sie aus sehr entfernten Quellen kommt, hat diese Strahlung so lange gebraucht, um die Erde zu erreichen, dass sie zuerst im fr├╝hen Universum ausgestrahlt wurde und so einen Einblick in diese lebenswichtige Periode der astronomischen Geschichte gibt.

Teilen Sie Mit Ihren Freunden