Субмиллиметровая астрономия

Субмиллиметровая астрономия или субмиллиметровая астрономия (см. различия в написании ) — раздел наблюдательной астрономии , который проводится на субмиллиметровых длинах волн (т. е. терагерцовом излучении ) электромагнитного спектра . Астрономы помещают субмиллиметровый диапазон волн между дальним инфракрасным и микроволновым диапазонами, обычно принимаемый за диапазон от нескольких сотен микрометров до миллиметра . В субмиллиметровой астрономии до сих пор принято указывать длину волны в «микронах», старом названии микрометра.

Используя субмиллиметровые наблюдения, астрономы исследуют молекулярные облака и ядра темных облаков с целью прояснить процесс звездообразования от самого раннего коллапса до рождения звезды . Субмиллиметровые наблюдения за этими темными облаками могут быть использованы для определения химического состава и механизмов охлаждения молекул, из которых они состоят . Кроме того, субмиллиметровые наблюдения дают информацию о механизмах формирования и эволюции галактик .

С земли

Наиболее существенными ограничениями для обнаружения астрономического излучения в субмиллиметровом диапазоне волн с помощью наземных обсерваторий являются атмосферное излучение, шум и затухание. Как и в инфракрасном диапазоне , в субмиллиметровой атмосфере преобладают многочисленные водяного пара полосы поглощения , и только через «окна» между этими полосами возможны наблюдения. Идеальное место для субмиллиметровых наблюдений должно быть сухим, прохладным, иметь стабильные погодные условия и находиться вдали от городских населенных пунктов. Лишь немногие из них были идентифицированы. К ним относятся Мауна-Кеа ( Гавайи , США), обсерватория Льяно-де-Чахнантор на плато Атакама ( Чили ), Южный полюс и Ханле в Индии (гималайский участок Индийской астрономической обсерватории ). Сравнения показывают, что все четыре объекта превосходны для субмиллиметровой астрономии, и из этих объектов Мауна-Кеа является наиболее авторитетным и, возможно, самым доступным. В последнее время наблюдается некоторый интерес к высокогорным арктическим объектам, в частности Станция Саммит в Гренландии, где показатель PWV ( осаждаемого водяного пара) всегда лучше, чем на Мауна-Кеа (однако экваториальная широта Мауна-Кеа, составляющая 19 градусов, означает, что с нее можно наблюдать большую часть южного неба, чем из Гренландии). ^[1]^[2]

На территории обсерватории Льяно -де-Чахнантор находится Атакамский эксперимент Pathfinder Experiment (APEX), крупнейший субмиллиметровый телескоп, работающий в южном полушарии.и крупнейший в мире наземный астрономический проект - Большая миллиметровая решетка Атакамы (ALMA), интерферометр для наблюдений в субмиллиметровом диапазоне волн, состоящий из 54 12-метровых и 12 7-метровых радиотелескопов. ( Субмиллиметровая решетка SMA) — еще один интерферометр, расположенный на Мауна-Кеа и состоящий из восьми радиотелескопов диаметром 6 метров. Самый большой существующий субмиллиметровый телескоп, телескоп Джеймса Клерка Максвелла , также расположен на Мауна-Кеа.

Из стратосферы

С помощью высотных воздушных шаров и самолетов можно подняться над большей частью атмосферы. Эксперимент BLAST и SOFIA являются двумя примерами соответственно, хотя SOFIA также может проводить наблюдения в ближнем инфракрасном диапазоне. ^{[ нужна ссылка ]}

С орбиты

Имя	Год	Длина волны	Диафрагма
Сравнение ^[3]
Человеческий глаз	–	0,39 – 0,75 мкм	0,01 м
СВАС	1998	540 – 610 мкм	0,55 – 0,7 м
Гершель	2009	55 – 672 мкм	3,5 м

Космические наблюдения в субмиллиметровом диапазоне волн устраняют наземные ограничения атмосферного поглощения. Первым субмиллиметровым телескопом в космосе стал советский БСТ-1М, расположенный в отсеке научной аппаратуры орбитальной станции «Салют-6» . Он был оснащен зеркалом диаметром 1,5 м и предназначался для астрофизических исследований в ультрафиолетовой (0,2 – 0,36 мкм), инфракрасной (60 – 130 мкм) и субмиллиметровой (300 – 1000 мкм) областях спектра, представляющих интерес. тем, кому интересно, что дает возможность изучать молекулярные облака в космосе, а также получать информацию о процессах, происходящих в верхних слоях атмосферы Земли .

Астрономический спутник субмиллиметрового диапазона волн (SWAS) был запущен на низкую околоземную орбиту 5 декабря 1998 года в рамках одной из миссий НАСА Small Explorer Program (SMEX). Миссия космического корабля — целенаправленные наблюдения за гигантскими молекулярными облаками и ядрами темных облаков. В фокусе SWAS пять спектральных линий: вода (H ₂ O), изотопная вода (H ₂¹⁸О), изотопный оксид углерода ( ¹³CO), молекулярный кислород (O ₂ ) и нейтральный углерод (CI).

Спутник SWAS был перепрофилирован в июне 2005 года для обеспечения поддержки миссии НАСА Deep Impact . SWAS предоставил данные о производстве воды на комете до конца августа 2005 года.

В 2009 году Европейское космическое агентство запустило космическую миссию, известную как Космическая обсерватория Гершеля (ранее называвшаяся Телескоп дальнего инфракрасного и субмиллиметрового диапазона или FIRST). Гершель развернул самое большое зеркало, когда-либо запускавшееся в космос (до декабря 2021 года, с запуском ближнего инфракрасного диапазона космический телескоп Джеймса Уэбба ) и изучал излучение в дальнем инфракрасном и субмиллиметровом диапазонах волн. Вместо околоземной орбиты Гершель вышел на орбиту Лиссажу вокруг L ₂ , второй точки Лагранжа системы Земля-Солнце. L ₂ расположена примерно в 1,5 миллионах км от Земли, и размещение там Гершеля уменьшило помехи инфракрасного и видимого излучения Земли и Солнца. Миссия Гершеля была сосредоточена в первую очередь на происхождении галактик и их формировании.

См. также

Ссылки

^ «Недавний интерес к Юрике на острове Элсмир как к месту субмиллиметровых наблюдений» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 3 июля 2015 г.
^ «Проект ASIAA субмм-РСДБ» (PDF) .
^ JPL: Космическая обсерватория Гершеля: Связанные миссии

Внешние ссылки

[ellesmere-1] «Недавний интерес к Юрике на острове Элсмир как к месту субмиллиметровых наблюдений» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 3 июля 2015 г.

[summit-2] «Проект ASIAA субмм-РСДБ» (PDF) .

[3] JPL: Космическая обсерватория Гершеля: Связанные миссии

[1]

[2]

[3]