当代空间红外天文观测技术的发展

当代空间红外天文观测技术的发展 2008-10-16 14:19:32 咨询电话:010-51650488
1 空间红外观测的意义
   □□温度低于4000K的天体的辐射主要在红外区,因此是空间红外天文观测的主要对象。其意义体现在以下几个方面:
   (1) 揭示冷状态的物质
   宇宙中从微米大小的尘埃到巨大的行星,它们的温度范围是3~1500K。在这个温度范围内,物体辐射的大多数能量位于红外区。因此,空间红外观测对研究低温环境,例如恒星正在其中形成的多尘恒星云和行星的卫星及小行星冰覆盖的表面是非常重要的。
   (2) 探索隐藏的宇宙
   由于宇宙尘埃粒子遮蔽了可见宇宙的一部分,而在红外波段尘埃是透明的,所以红外观测可探测可见光波段不能看见的区域,例如银河的中心、恒星以及行星正在其中形成的稠密星云。
   (3) 获得丰富的谱特征
   因为所有分子以及固体的发射和吸收带都位于红外区域,所以红外可用于探测冷天体环境状态。许多原子和离子在红外的谱特征可用于诊断恒星大气层和星际气体,这些区域或是由于太冷,或是由于太多的尘埃掩盖而不适于用可见光观测。
   (4) 追溯宇宙早期的生命
   由于宇宙膨胀产生的宇宙红移,所以不可避免地使能量向长波长端移动,其移动量与物体的距离成正比。又由于光速有限,因此观测到的高红移的物体是它们处于宇宙很年轻时的状态。因为宇宙膨胀,恒星、星系和类星体开始发射的大多数可见光和紫外辐射现已位于红外,所以宇宙中的第1个物体是怎样和什么时候形成的,可通过红外观测了解到。
   总之,除了少数窗口外,地球大气层吸收了上述天体几乎所有的红外辐射。因此,需要用高灵敏度的天基观测台进行空间红外观测。 沃威龙8国际娱乐手机客户端整理

2 空间红外观测技术的发展概况
   1983年1月25日,由美国、英国及荷兰共同研制的第1颗"红外天文卫星"(IRAS)升空。该卫星含有62个探测器,整个望远镜用液氦冷却到绝对零度以上几度。IRAS扫描了96%以上的天空,探测到大约50万个红外源,并第1次揭示了银河系核的特征。
   1989年11月,美国航宇局(NASA)发射了"宇宙背景探测者"(COBE)卫星,用于研究宇宙背景的红外和微波特征。COBE于1993年12月23日出色完成了使命,在几个红外波长绘制了全天空亮度,发现宇宙背景辐射不完全是平滑的,温度有小的变化。这些变化可能导致了星系的形成。
   1995年3月18日,日本发射了其第1颗用于红外天文观测的卫星--"空间红外望远镜"(IRTS)。在28天的飞行中,该卫星用4个红外仪器观测了大约7 %的天空,所获得的数据增加了人们关于宇宙学、星际物质和晚期恒星及行星际尘埃的知识。
   "红外空间观测台"(ISO)是欧空局(ESA)发射的1颗红外观测卫星,1995年11月~1998年4月,它在2.5~240μm的谱段观测了红外源。ISO 比IRAS 的谱段宽,灵敏度是后者的几千倍,使我们看到了宇宙红外景观的更多细节。它不仅使天文学家能够以不寻常的眼光看待一些早已熟悉的天文现象,而且发现了很多原来无法知道的天体。
   到目前为止,已经观测到的各种红外源包括:太阳系中的行星、卫星和彗星等;正在星际云中凝聚成恒星的"星胚",它们还没有热到足以发光的程度;核燃料已经熄灭、温度已经降低的晚期恒星。因此,红外辐射可以提供关于恒星的出生和死亡,尤其是早期演化的宝贵知识。
   虽然红外探测卫星对太阳、行星和星际空间做了一些探测,取得了一些结果,但是由于星际电离氢的自由吸收,要越过太阳系探索遥远的宇宙,在技术上还有不少困难。 沃威龙8国际娱乐手机客户端整理
  
   3 "空间红外望远镜"
   "空间红外望远镜"(SIRTF)是NASA四大天文卫星计划的最后1颗。其工作波长范围是3~180μm,望远镜主反射镜的直径为85cm,是目前孔径最大的空间红外望远镜。SIRTF能对"哈勃"空间望远镜、"钱德拉"X射线望远镜和"康普顿"γ射线望远镜提供重要的科学补充。它计划于2003年8月发射,估计最少运行2.5年,并争取运行5年以上。

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