Τι προκαλεί το μεγαλύτερο πρόβλημα στην ανίχνευση υπέρυθρων φωτονίων από ένα αστρονομικό αντικείμενο γη;
Εδώ είναι γιατί:
* Η ατμόσφαιρα της Γης είναι αδιαφανής για την υπέρυθρη ακτινοβολία: Οι υδρατμοί, το διοξείδιο του άνθρακα και άλλα μόρια στην ατμόσφαιρα μας απορροφούν έντονα την υπέρυθρη ακτινοβολία. Αυτό σημαίνει ότι τα περισσότερα φωτόνια υπέρυθρων από το διάστημα δεν φτάνουν ποτέ στο έδαφος.
* Περιορισμένα παράθυρα: Υπάρχουν μόνο λίγα "παράθυρα" στην ατμόσφαιρα όπου η υπέρυθρη ακτινοβολία μπορεί να περάσει από σχετικά απροσδόκητο. Αυτά τα παράθυρα είναι στενές ζώνες μήκους κύματος όπου η απορρόφηση είναι χαμηλότερη.
* Ακτινοβολία φόντου: Η ίδια η ατμόσφαιρα της Γης εκπέμπει υπέρυθρη ακτινοβολία, η οποία μπορεί να παρεμβαίνει στα αμυδρά σήματα από αστρονομικά αντικείμενα.
Για να ξεπεραστούν αυτό το πρόβλημα, οι αστρονόμοι χρησιμοποιούν αρκετές τεχνικές:
* Παρατηρητές υψηλού υψομέτρου: Τα παρατηρητήρια που βρίσκονται σε ψηλά βουνά, όπως η Mauna Kea στη Χαβάη, ή σε ξηρά ερήμους όπως η έρημο Atacama στη Χιλή, είναι πάνω από ένα μεγάλο μέρος των απορροφητικών στρωμάτων της ατμόσφαιρας.
* Τηλεσκόπια με βάση το διάστημα: Τα τηλεσκόπια όπως το διαστημικό τηλεσκόπιο Spitzer και το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb είναι πάνω από την ατμόσφαιρα, παρέχοντας απροσδόκητες απόψεις του υπέρυθρου ουρανού.
* Προσαρμοστική οπτική: Αυτή η τεχνική χρησιμοποιεί λέιζερ και παραμορφώσιμους καθρέφτες για να αντισταθμίσει τις επιπτώσεις της ατμοσφαιρικής αναταραχής, βελτιώνοντας την ποιότητα της εικόνας.
* εξειδικευμένοι ανιχνευτές: Οι ανιχνευτές υπερύθρων είναι ευαίσθητοι στην υπέρυθρη ακτινοβολία και έχουν σχεδιαστεί προσεκτικά για να ελαχιστοποιούν τον θόρυβο και τις παρεμβολές.
Ενώ η ατμοσφαιρική απορρόφηση είναι η μεγαλύτερη πρόκληση, άλλοι παράγοντες παίζουν επίσης ρόλο στην ανίχνευση υπέρυθρων φωτονίων από τη Γη, συμπεριλαμβανομένων:
* Φωτεινή ρύπανση: Οι τεχνητές πηγές φωτός στη γη μπορούν να δημιουργήσουν θόρυβο φόντου που αποκρύπτει τα ελαφρά υπέρυθρη σήματα.
* Θερμικός θόρυβος: Το ίδιο το τηλεσκόπιο μπορεί να δημιουργήσει υπέρυθρη ακτινοβολία, η οποία μπορεί να παρεμβαίνει στα αμυδρά σήματα από αστρονομικά αντικείμενα.
Παρά τις προκλήσεις αυτές, η υπέρυθρη αστρονομία έχει κάνει απίστευτα βήματα στην κατανόηση του σύμπαντος. Χρησιμοποιώντας αυτές τις τεχνικές, οι αστρονόμοι μπόρεσαν να μελετήσουν τη γέννηση των αστεριών και των πλανητών, την εξέλιξη των γαλαξιών και ακόμη και την ακτινοβολία φόντου του κοσμικού μικροκυμάτων.
