李龙臣 2007年04月02日 15:51
红外望远镜
红外望远镜接收红外线探测宇宙。
红外线是可见光波长较长的红端之外到毫米波射电波之间的电磁辐射光谱。宇宙中所有温度低于3000℃、高于-250℃的物体都发射红外线,因此,使用红外望远镜可以观测到温度从3000℃到-250℃的幼年恒星、褐矮星和行星等天体,以及星际尘埃物质和亚毫米波辐射等。
由于红外线的幅度较宽,科学家将它划分为近红外、中红外、远红外和亚毫米波4段。
地球大气层中的二氧化碳和水蒸汽,虽然吸收红外线,但宇宙中一些波长较短的近红外和中红外线,以及波长较长的亚毫米波可以到达山顶,因此,美国等国在1979年和1987年分别在夏威夷山顶上建成了接收近红外、中红外和亚毫米波的红外望远镜,接收近红外和中红外的红外望远镜与可见光望远镜相似,实际上,最新的大型反射望远镜,既可接收红外线,也可接收可见光。而接收亚毫米波的红外望远镜则与高精确度的小型射电望远镜相似。
为了更好地接收宇宙中的红外线,美国在1974年到1995年搞了个“柯伊伯空中观测站”,那是由一架洛克希德C141飞机改装的红外望远镜。2001年,由一架波音747飞机改装的“平流层红外天文学观象台”开始在13千米的高空飞行。
为了彻底摆脱地球大气层的影响,那就要将红外望远镜送入太空。1983年1月25日,由英、美和荷兰联合研制的红外天文卫星(又叫飞行望远镜、国际红外天文望远镜)被送入绕地球两极飞行的轨道,它对红外线的敏感度比地面上高1000倍,仅在头1个月之内,就探测到4000多个红外源,相当于在地面上所探测到的红外源的总和。在7个月的寿命中,共探测到25万个红外源。
1995年11月17日,欧空局发射红外天文卫星的后续卫星——红外太空观测台,它在大椭圆轨道上绕地球飞行。1998年,它发现在太阳系外行星和星际云上到处都有水。
2003年8月25日,美国发射太空红外望远镜,继续对河外星系,褐矮星和太阳系外行星进行探测,揭示早期宇宙图像和行星的形成图像。
红外望远镜要解决的一个技术问题就是必须保持自身的低温状态,这样才不会被自身发出的红外线掩盖来自太空的任何微弱的红外线。因此,不管是地球上的红外望远镜还是太空中的红外望远镜,它们都装在一个巨大的液氦箱中,使其冷却到-270℃。太空中的红外望远镜当其液氦耗尽之时,也就是它的工作寿命终止之时。
用红外望远镜拍摄的银河系图像与可见光拍摄的图像大不相同。红外望远镜使我们看到了银河系的另一副面容。