Tähtitieteen tekemiseen tähtitieteilijät tarvitsevat valoa
Useimmat ihmiset oppivat tähtitiedettä tarkastelemalla asioita anna valoa he voivat nähdä. Tähän kuuluvat tähdet, planeetat, sumu ja galaksit. Näkemäämme valoa kutsutaan "näkyväksi" valoksi (koska se on silmämme silmissä). Tähtitieteilijät viittaavat siihen yleensä "optisina" valon aallonpituuksina.
Näkyvän ulkopuolella
Näkyvän valon lisäksi on tietysti myös muita valon aallonpituuksia. Saadakseen täydellisen kuvan objektista tai tapahtumasta maailmankaikkeudessa, tähtitieteilijät haluavat havaita mahdollisimman monenlaista valoa. Nykyään on olemassa astronomian aloja, jotka tunnetaan parhaiten tutkittavan valon perusteella: gammasäde, röntgenkuva, radio, mikroaaltouuni, ultravioletti ja infrapuna.
Sukellus infrapunauniversumiin
Infrapunavalo on säteilyä, jonka lämmittävät asiat lähettävät. Sitä kutsutaan joskus "lämpöenergiaksi". Kaikki maailmankaikkeuden säteilee ainakin osan valostaan infrapunassa - viileistä komeetoista ja jäisistä kuista galaksien kaasu- ja pölypilviin. Suurin osa avaruuden esineiden infrapunavalosta absorboituu maan ilmakehään, joten tähtitieteilijät ovat tottuneet sijoittamaan infrapuna-ilmaisimet avaruuteen. Kaksi tunnetuinta viimeaikaista infrapuna-observatorioa ovat
Herschel observatorio ja Spitzer-avaruusteleskooppi.Hubble-avaruusteleskooppi sillä on myös infrapunaherkät instrumentit ja kamerat. Joitakin korkean korkeuden observatorioita, kuten Gemini-observatorio ja Euroopan eteläinen observatorio voidaan varustaa infrapuna-ilmaisimilla; tämä johtuu siitä, että ne ovat suuressa osassa maapallon ilmakehää ja voivat kaapata infrapunavaloa etäisistä taivaankappaleista.Mitä siellä antaa infrapunavaloa?
Infrapunatähtitiede auttaa tarkkailijoita vertaamaan avaruutta, joka olisi meille näkymätön näkyvällä (tai muulla) aallonpituudella. Esimerkiksi, kaasu- ja pölypilvet missä tähdet syntyvät ovat erittäin läpinäkymättömiä (erittäin paksu ja vaikea nähdä). Nämä olisivat paikkoja kuten Orionin sumu missä tähdet ovat on syntynyt jopa lukeessamme tätä. Niitä on myös paikoissa, kuten Hevospään nebula. Tällaisten pilvien sisällä (tai lähellä) olevat tähdet lämmittävät ympäristöään, ja infrapuna-ilmaisimet voivat "nähdä" nuo tähdet. Toisin sanoen niiden lähettämä infrapunasäteily kulkee pilvien läpi ja ilmaisimet voivat siten "nähdä" syntymäpaikkoja.
Mitä muita kohteita näkyy infrapunassa? Exoplaneetit (maailmat muiden tähtijen ympärillä), ruskeat kääpiöt (esineet, jotka ovat liian kuumia ollakseen planeettoja, mutta liian viileitä ollakseen tähtiä), pölylevyt kaukaisten tähtien ja planeettojen ympärillä, lämmitetyt levyt mustien reikien ympärillä ja monet muut esineet ovat näkyvissä infrapuna-aallonpituuksilla valo. Tutkimalla infrapunasignaalejaan, tähtitieteilijät voivat päätellä paljon tietoa niitä säteilevistä esineistä, mukaan lukien niiden lämpötilat, nopeudet ja kemialliset koostumukset.
Infrapunasäteily turbulenttiselle ja ongelmalliselle sumua
Esimerkki infrapuna-astronomian voimasta, katso Eta Carina -sumua. Se näkyy täällä infrapunanäkymässä Spitzer-avaruusteleskooppi. Tähtiä, joka on sumun ytimessä, kutsutaan Eta Carinae- massiivisesti supergiantinen tähti, joka lopulta räjähtää supernovana. Se on erittäin kuuma ja noin 100-kertainen auringon massaan verrattuna. Se pese ympäröivän avaruusalueensa valtavalla määrällä säteilyä, joka asettaa lähellä olevat kaasu- ja pölypilvet hehkuvaan infrapunassa. Vahvin säteily, ultravioletti (UV), tosiasiallisesti repii kaasu- ja pölypilviä toisistaan prosessissa, jota kutsutaan "fotodissosiaatioksi". Tuloksena on veistetty luola pilvessä ja materiaalin menetys uusien tähtiä varten. Tässä kuvassa luola hehkuu infrapunassa, mikä antaa meille mahdollisuuden nähdä jäljellä olevien pilvien yksityiskohdat.
Nämä ovat vain muutamia esineitä ja tapahtumia maailmankaikkeudessa, joita voidaan tutkia infrapunaherkillä instrumenteilla, antaen meille uusia näkemyksiä kosmosemme jatkuvasta kehityksestä.