Submillimeter-astronomi er en gren af observationsastronomi forbundet med observationer i det submillimeter-bølgelængdeområde ( terahertz-stråling ). Astronomer placerer submillimeterområdet mellem det fjerne infrarøde og mikrobølgeområdet , det vil sige i bølgelængdeområdet fra et par hundrede mikrometer til en millimeter. I submillimeter astronomi er enheden for bølgelængde ofte mikron .
Ved hjælp af submillimeterobservationer undersøger astronomer de molekylære skyer og kerner af mørke tåger for at belyse processerne for stjernedannelse fra det øjeblik, hvor de kollapser til en stjernes fødsel. Submillimeterobservationer af mørke skyer kan bruges til at bestemme den kemiske sammensætning og afkølingsmekanismer af deres konstituerende molekyler. Også submillimeterobservationer bruges i studiet af processerne for dannelse og evolution af galakser .
Den væsentligste begrænsning for detektering af stråling fra rummet i submillimeterbølgelængdeområdet for en terrestrisk observatør er atmosfærisk stråling, støj og strålingsdæmpning. Som i det infrarøde område er der et stort antal vanddampabsorptionsbånd i submillimeterdelen af spektret, og observationer kan kun foretages i gennemsigtighedsvinduer. Det ideelle sted for submillimeterobservationer bør være tørt, køligt, have stabile vejrforhold og være væk fra befolkede områder. Der er kun få sådanne steder, for eksempel Mauna Kea ( Hawaii , USA), observatoriet på Chajnantor-plateauet ( Chile ), Sydpolen , Himalaya-afdelingen af Indian Astronomical Observatory . Komparativ analyse viste, at alle fire punkter er ideelle til submillimeterobservationer; Mauna Kea er det mest berømte og tilgængelige sted. Der er vist en vis interesse for steder med høj breddegrad i Arktis, især Upper Camp i Grønland , hvor det samlede fugtindhold er mindre end på Mauna Kea (selvom den lave breddegrad af Mauna Kea tillader, at flere sydlige himmelobjekter kan observeres). [1] [2]
Chajnantor Plateau Observatory har Atacama Pathfinder Experiment , det største submillimeter teleskop på den sydlige halvkugle, samt det største jordbaserede astronomiprojekt, Atacama Large Millimeter Array , et submillimeter bølgeinterferometer bestående af 54 12m og 12 7m radioteleskoper. Submillimeter Array , Submillimeter Array, er et andet interferometer placeret på Mauna Kea og består af otte 6-meter radioteleskoper. Det største submillimeter-teleskop, der i øjeblikket eksisterer, James Clark Maxwell-teleskopet , er også placeret på Mauna Kea.
Ved hjælp af stratostater og andre fly er det muligt at udføre forskning fra højere lag af atmosfæren. Eksempler inkluderer BLAST- og SOFIA- teleskoperne , selvom SOFIA også kan foretage observationer i det nære infrarøde.
| Sammenligning [3] | |||||||
| Navn | År | Bølgelængde | Blænde | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| menneskeligt øje | - | 0,39-0,75 µm | 0,01 m | ||||
| SWAS | 1998 | 540 - 610 µm | 0,55 - 0,7 m | ||||
| Herschel | 2009 | 55-672 µm | 3,5 m | ||||
Rumobservationer i submillimeterområdet er fri for atmosfærisk absorption. Det første submillimeterteleskop i rummet var det sovjetiske BST-1M, placeret i det videnskabelige udstyrsrum i Salyut-6 orbitalstationen . Den var udstyret med et spejl med en diameter på 1,5 m og var beregnet til astrofysisk forskning i de ultraviolette (0,2 - 0,36 mikron), infrarøde (60 - 130 mikron) og submillimeter (300 - 1000 mikron) spektralområder, som er af interesse til dem, der gør det muligt at studere kolde gasformige kosmiske skyer , samt at få information om de processer, der foregår i de øverste lag af jordens atmosfære [4] .
SWAS-satellitten blev opsendt i lav kredsløb om Jorden den 5. december 1998 som en af NASA -missionerne . Formålet med rumfartøjet var at studere gigantiske molekylære skyer og mørke skykerner. Forskningen vedrørte fem spektrallinjer: vand (H 2 O), vandisotop (H 2 18 O), carbonmonoxidisotop ( 13 CO), molekylær oxygen (O 2 ), neutralt kulstof (CI).
I juni 2005 var formålet med apparatet at understøtte Deep Impact -eksperimentet . Indtil august 2005 overvågede apparatet vandindholdet i kometen.
I 2009 lancerede ESA Herschel- missionen , som har den største teleskopdiameter af ethvert teleskop sendt ud i rummet. Observationer udføres i det fjerne infrarøde og submillimeterområde. Rumfartøjet drejer i en Lissajous-bane omkring Lagrange-punktet L 2 i Jord-Sol-systemet. Punkt L 2 ligger cirka 1,5 millioner km fra Jorden. Dette observatorium udforsker de første stadier af galaksedannelse.