Xích ngoại tuyến thiên văn học

Xích ngoại tuyến thiên văn học( せきがいせんてんもんがく,Anh ngữ:infrared astronomy ) はThiên văn họcやThiên thể vật lý họcの nhất phân dã で,Xích ngoại tuyếnのBa trườngで quan trắc できるThiên thểを tráp うものである.

Khả thị quang tuyếnはおよそ400nm( tử ) から700nm ( xích ) までの ba trường vực に phân bố するが, 700nm よりも ba trường が trường く,マイクロ baよりも đoản い ba trường のĐiện từ baを xích ngoại tuyến と hô ぶ ( xích ngoại tuyến の ba trường vực の trung でも bỉ giác đích trường ba trường のものはサブミリ baと hô ぶ tràng hợp もある ).

Nghiên cứu giả は xích ngoại tuyến thiên văn học をQuang học thiên văn họcの nhất bộ として phân loại している. これは, xích ngoại tuyến thiên văn học でも khả thị quang の thiên văn học と đồng dạng の quan trắc trang trí (Kính,レンズ,Cố thể toát tượng tố tử など ) が thông thường dụng いられるためである.

Phát kiến

スピッツァー vũ trụ vọng viễn kínhで quan trắc されたソンブレロ ngân hàTả hạ の bạch い họa tượng が khả thị quang の ba trường vực で toát ảnh されたソンブレロ ngân hà. これに đối し hữu hạ の xích thanh の họa tượng は xích ngoại tuyến の ba trường vực で toát ảnh されたもの. Khả thị quang では mạo tử のように kiến える ngân hà も, xích ngoại vực では mục のような cảm じに kiến える. こうして xích ngoại tuyến の ba trường vực で quan trắc することで sơ めてわかることも đa い. ちなみに thượng の đại きな họa tượng は khả thị quang と xích ngoại tuyến の lạng phương の họa tượng を hợp thành して tác thành したもの.

アイザック・ニュートンがプリズムを sử って bạch sắc quang をスペクトルにPhân quangできることを phát kiến した hậu,1800 niênにウィリアム・ハーシェルは,Thái dươngQuang の ba trường の trung でその quang を thụ けた thời に tối も ôn độ が cao い bộ phân は, thật はスペクトルの xích sắc trắc の đoan を siêu えた bộ phân であることを phát kiến した. また, この “Nhiệt tuyến” にスペクトル tuyến が kiến られることも minh らかになった.1856 niênにはチャールズ・ピアッツィ・スマイスがNguyệtの quang の trung から xích ngoại tuyến を kiểm xuất した.

Hiện đại の xích ngoại tuyến thiên văn học

Kim nhật, xích ngoại tuyến thiên văn học は sinh thành sơ kỳ の vũ trụ の trạng thái を tri るための viễn phương のNgân hà hệの quan trắc において trọng yếu な dịch cát を quả たしている. 100 ức quang niên を việt える dạng な viễn phương の thiên thể から giới く quang は,Xích phương thiên diにより xích ngoại tuyến lĩnh vực まで ba trường が dẫn き diên ばされてしまうためである.

Cận xích ngoại tuyến ( xích ngoại tuyến のうち khả thị quang に ba trường が cận いもの ) は khả thị quang tuyến と phi thường に tự た chấn る vũ いをするため, khả thị quang と đồng dạng の điện tử デバイスを dụng いて kiểm xuất することができる. このため, cận xích ngoại vực のスペクトルは cận tử ngoại tuyến と đồng dạng に “Khả thị quang スペクトル” の nhất bộ としてまとめて tráp われる ( quang họcVọng viễn kínhなど, khả thị quang tuyến を tráp うほとんどの khoa học thật nghiệm trang trí は khả thị quang だけでなく cận xích ngoại tuyến もカバーしている ). Viễn xích ngoại tuyến はサブミリ ba の ba trường に続いていて,マウナケア thiên văn đài quầnのジェームズ・クラーク・マクスウェル vọng viễn kính(JCMT)などで quan trắc されている.

Tha の điện từ ba と đồng dạng に, xích ngoại tuyến は thiên văn học giả によって vũ trụ をより thâm く lý giải する thủ đoạn として dụng いられている. Xích ngoại tuyến は bổn chất đích に nhiệt tuyến であるため, xích ngoại tuyến vọng viễn kính ( これにはいくつかの xích ngoại tuyến chuyên dụng vọng viễn kính だけでなく chủ な quang học vọng viễn kính のほとんども hàm まれる ) の kiểm xuất khí は, thật tế に tượng を đắc るために ngoại bộ の nhiệt から già tế してDịch thể trất tố,Tràng hợp によってはDịch thể ヘリウムで lãnh khước する tất yếu がある. これは trung gian xích ngoại や viễn xích ngoại vực での quan trắc では đặc に trọng yếu である. Địa thượng の vọng viễn kính では, xích ngoại tuyến の cảm độ に nguyên lý đích な hạn giới を dữ える yếu nhân としてĐịa cầuĐại khíに hàm まれるThủy chưng khíがある. Thủy chưng khí は vũ trụ から giới く xích ngoại tuyến phóng xạ の đa くを hấp thâu する. このため, đa くの xích ngoại tuyến vọng viễn kính は ( đại khí trung の thủy chưng khí の đại bộ phân が tồn tại する cao độ よりも cao い ) cao địa の phi thường に càn táo した tràng sở に tạo られている. Địa cầu thượng で xích ngoại tuyến の quan trắc に thích した tràng sở としては, tiêu cao 4205mのマウナケアやチリの tiêu cao 5000mにあるALMAの kiến thiết tràng sở,Nam cựcのドームCのような cao địa の băng nguyên などがある.

しかし, tối も lý tưởng đích な quan trắc tràng sở は khả thị quang vọng viễn kính と đồng dạng に vũ trụ không gian であり, (ハッブル vũ trụ vọng viễn kínhのような ) vũ trụ に đả ち thượng げられている quang học vọng viễn kính のほとんどは xích ngoại tuyến quan trắc も hành うことができる.2003 niênに đả ち thượng げられたスピッツァー vũ trụ vọng viễn kínhや2006 niênに đả ち thượng げられたあかり,2021 niênに đả ち thượng げられたジェイムズ・ウェッブ vũ trụ vọng viễn kínhなどは xích ngoại tuyến quan trắc chuyên dụng の vọng viễn kính である.

Xích ngoại tuyến thiên văn học の biệt の quan trắc thủ đoạn としては,Thành tằng quyển xích ngoại tuyến thiên văn đài(SOFIA)やカイパー không trung thiên văn đàiのような hàng không cơ に đáp tái した vọng viễn kính を dụng いる phương pháp がある.Thành tằng quyểnのような cao cao độ を phi ぶことで, vọng viễn kính と quan trắc する vũ trụ の gian に tồn tại する thủy chưng khí の lượng が thiếu なくなるため, đại khí による xích ngoại tuyến の hấp thâu の ảnh hưởng を giảm らすことができる. Không trung quan trắc での xích ngoại tuyến のバックグラウンドノイズは, quan trắc する lĩnh vực と thiên thể のない lĩnh vực とを giao hỗ に quan trắc するチョッピングと hô ばれる phương pháp によって giảm toán することができる.

Tối も giải tượng độ の cao い xích ngoại tuyến quan trắc は địa thượng のCàn hồ kếを sử うことで hành なわれている.

Xích ngoại tuyến kiểm xuất の kỹ thuật

Nghiên cứu dụng の vọng viễn kính で quảng く sử われている tối も an 価なXích ngoại tuyến kiểm xuất khíはテルル hóa カドミウムThủy ngân(HgCdTe,MCT)Bán đạo thểのアレイである. この trang trí は1～5 μm の ba trường vực でよく cơ năng する. これよりも trường い ba trường での quan trắc やより cao い cảm độ での quan trắc を hành う tràng hợp には biệt の kiểm xuất khí が dụng いられる. これらの lệ としては MCT とは biệt のナローギャップ bán đạo thểKiểm xuất khí や đê ônボロメーターアレイ, quang tử kế sổSiêu vân đạoトンネル tiếp hợp アレイなどがある.

Xích ngoại tuyến thiên văn học の quan trắc trang trí に cầu められる đặc thù な sĩ dạng としては, trường い lộ xuất thời gian を khả năng にするようにÁm điện lưuが phi thường に tiểu さいこと, đọc み xuất し hồi lộ のノイズが đê いこと, họa tố sổ が đa いことなどが cử げられる.

Thiên văn học で sử われる xích ngoại tuyến スペクトル

スピッツァー vũ trụ vọng viễn kínhやIRAS,Xích ngoại tuyến vũ trụ thiên văn đài(ISO),あかり,ハーシェル vũ trụ vọng viễn kínhなどの xích ngoại tuyến vũ trụ vọng viễn kính は xích ngoại tuyến スペクトルのほぼ toàn vực にわたって quan trắc することができる. しかし xích ngoại tuyến thiên văn học のほとんどの nghiên cứu は y nhiên として địa thượng の vọng viễn kính を dụng いて hành なわれており, こういった địa thượng quan trắc は thiếu sổ のスペクトルの “Song”, すなわち địa cầu đại khí の hấp thâu が tiểu さい ba trường đái を sử った quan trắc に hạn られている. Chủ な xích ngoại tuyến の song は dĩ hạ の thông りである.

Ba trường vực (μm)	バンド	Vọng viễn kính
0.65 - 1.0	R, I バンド	Toàn ての chủ yếu な quang học vọng viễn kính
1.25	J バンド	ほとんどの chủ yếu な quang học vọng viễn kính, ほとんどの xích ngoại chuyên dụng vọng viễn kính
1.65	H バンド	ほとんどの chủ yếu な quang học vọng viễn kính, ほとんどの xích ngoại chuyên dụng vọng viễn kính
2.2	K バンド	ほとんどの chủ yếu な quang học vọng viễn kính, ほとんどの xích ngoại chuyên dụng vọng viễn kính
3.45	L バンド	ほとんどの xích ngoại chuyên dụng vọng viễn kính, いくつかの quang học vọng viễn kính
4.7	M バンド	ほとんどの xích ngoại chuyên dụng vọng viễn kính, いくつかの quang học vọng viễn kính
10	N バンド	ほとんどの xích ngoại chuyên dụng vọng viễn kính, いくつかの quang học vọng viễn kính
20	Q バンド	いくつかの xích ngoại chuyên dụng vọng viễn kính, いくつかの quang học vọng viễn kính
450	サブミリ ba	サブミリ ba vọng viễn kính

これらの song の gian には, đại khí がその ba trường の xích ngoại tuyến に đối して bất thấu minh であるために địa thượng からの xích ngoại tuyến quan trắc がより khốn nan な, あるいは bất khả năng な lĩnh vực が tồn tại している. Xích ngoại tuyến chuyên dụng の vọng viễn kính やサブミリ ba vọng viễn kính は thông thường, ハワイのマウナケアやチリのALMAのような phi thường に tiêu cao の cao い tràng sở に kiến thiết されたり, thành tằng quyển xích ngoại tuyến thiên văn đài (SOFIA)のように phi hành cơ に đáp tái したりして địa cầu thượng で khả năng な tối cao cảm độ での quan trắc を hành なっている. スピッツァーや IRAS, ISO のような vũ trụ không gian の quan trắc trang trí で đắc られるデータは, thượng ký のような đại khí の song の gian を mai めるのに dịch lập っている.

Quan liên hạng mục

• Xích ngoại tuyến
• Điện ba の song
• Đại khí の song
• Khả thị quang の song

Ngoại bộ リンク

• Caltech IR tutorial
• Harvard Optical and Infrared Astronomy Group