Egy kis infravörös csillagászat (1. rész): ALAPOK
(Rovat: Távoli világok kutatói, Űrcsillagászat Európában - 2003.04.18 10:36.)

Mintegy húsz éve került pályára a világ első olyan csillagászati műholdja, amely az infravörös tartományban észlelt. A tervek szerint néhány napon belül pedig pályára kerül az infravörös műholdak legújabb tagja, a SIRTF. Úgy gondoltuk, hogy ez a két esemény elegendő ok arra, hogy részletesebben is bemutassuk olvasóinknak a szakterületet.

A földi és űrbeli infravörös teleszkópok az elektromágneses színkép 760 nm-től az 1 mm-es tartományáig gyűjtenek össze az égboltról információt.

A műszerek fejlődésének és magas hegyekre telepített óriástávcsöveknek köszönhetően a földfelszínről is végezhetünk infravörös (IR) megfigyeléseket. A földi légkör kb. 3000 m fölött átlátszó teljesen az IR sugárzásra, számos földi távcső (Keck-teleszkópok, Gemini) e határ fölé van telepítve. Jelentősebb IR csillagászati eredményt azért úgy érhetünk el, hogy távcsövünket a légkör fölött működtetjük.

Az első légkör fölé emelkedő IR csillagászati berendezés a KAO (Kuiper Airborne Observatory, NASA) volt. Egy 90 cm átmérőjű távcsövet teherszállító repülőgépre szereltek, s ezzel kb. 1300 m magasságban fotometriai, spektroszkópiai és interferometriai méréseket végeztek a 30-100 µm-es tartományban. A KAO segítségével fedezték föl az Uránusz gyűrűjét és eredményeket értek el a HII zónák IR sugárzásának kutatásában is.

Azon túl, hogy az IR sugarakat a légköri víz- és széndioxid molekulák elnyelik, adódik más nehézség is. A testek hőmérsékletükből kifolyólag is bocsátanak ki magukból infravörös sugárzást (ezért hívják hősugárzásnak is). Mivel a megfigyeléshez szükséges távcső maga is hősugárzó, a távcsövet és a detektorokat le kell hűteni. Annál kisebb a zavaró hatás, minél közelebb van a mérőberendezések hőmérséklete az abszolút nulla fokhoz. A hűtést általában folyékony hélium keringetésével oldják meg. Így 3 K (Kelvin) körüli hőmérséklet érhető el. Addig tud egy Föld körül keringő infravörös-obszervatórium működni, amíg a folyamatosan párolgó hűtőanyag el nem fogy körülötte. Pont hűtési nehézségek miatt nem bocsátottak 1983-nál korábban IR csillagászati műholdat Föld körüli pályára. Ekkor kezdte el működését az IRAS (InfraRed Astronomical Satellite), mint egy világűrben működő hatalmas hűtőrendszer.

Miért érdemes mégis infravörösben kutatni, ha ilyen nehézségekbe ütközünk? Ezeken a hullámhosszakon rengeteg objektumot tanulmányozhatunk...
· A Galaxisban a csillagközi por erős IR sugárzó, kialakulóban levő bolygórendszerek porkorongját is kiválóan tanulmányozhatjuk (pl.: b Pic, Vega).
· IR és szubmm-es tartományokban a csillagok egyre korábbi fejlődési szakaszait figyelhetjük meg.
Sötét molekulefelhők és a bennük születő csillagok is világítanak az IR égbolton.
· A Tejútrendszeren túli spirálgalaxisok poranyagának sugárzása is erős IR-ben.
· A kozmikus IR háttér segítségével a távoli múltba tekinthetünk vissza.

... és sok kérdésre választ kaphatunk mind a Galaxisban, mind azon túl:
· Gyakoriak-e a közeli csillagok körüli bolygórendszerek?
· Hogyan keletkeztek a galaxisok?

Folytatjuk...

Könyves Vera