استكشاف الكون الخفي الأشعة تحت الحمراء

يتعلم معظم الناس علم الفلك من خلال النظر إلى الأشياء التي انطلق الضوء انهم يستطيعون الرؤية. يتضمن النجوم والكواكب والسدم والمجرات. يطلق على الضوء الذي نشاهده الضوء "المرئي" (نظرًا لأنه مرئي لأعيننا). يشير علماء الفلك عادة إلى أنها أطوال موجية ضوئية "ضوئية".

هناك ، بالطبع ، أطوال موجية أخرى للضوء إلى جانب الضوء المرئي. للحصول على رؤية كاملة لشيء أو حدث في الكون ، يريد علماء الفلك اكتشاف أكبر عدد ممكن من أنواع الضوء المختلفة. توجد اليوم فروع لعلم الفلك تشتهر بالضوء الذي يدرسونه: أشعة جاما والأشعة السينية والراديو والموجات الدقيقة والأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء.

ضوء الأشعة تحت الحمراء هو إشعاع تصدره أشياء دافئة. يطلق عليه أحيانًا "الطاقة الحرارية". كل شيء في الكون يشع على الأقل جزءًا من ضوءه في الأشعة تحت الحمراء - من المذنبات الباردة والأقمار الجليدية إلى سحب الغاز والغبار في المجرات. يمتص الغلاف الجوي للأرض معظم ضوء الأشعة تحت الحمراء من الأجسام الموجودة في الفضاء ، لذلك اعتاد الفلكيون على وضع أجهزة الكشف بالأشعة تحت الحمراء في الفضاء. اثنان من أشهر مراصد الأشعة تحت الحمراء هما

يساعد علم الفلك بالأشعة تحت الحمراء المراقبين على النظر إلى مناطق من الفضاء تكون غير مرئية لنا عند أطوال موجية مرئية (أو غيرها). فمثلا، غيوم من الغاز والغبار حيث تولد النجوم معتم للغاية (سميك جدًا ويصعب رؤيته). هذه ستكون أماكن مثل سديم الجبار حيث النجوم يولد حتى ونحن نقرأ هذا. هم موجودون أيضا في أماكن مثل سديم رأس الحصان. تعمل النجوم الموجودة داخل (أو بالقرب) من هذه السحب على تسخين محيطها ، ويمكن لأجهزة كشف الأشعة تحت الحمراء "رؤية" تلك النجوم. وبعبارة أخرى ، فإن الأشعة تحت الحمراء التي يطلقونها تنتقل عبر الغيوم ، وبالتالي تستطيع أجهزة الكشف لدينا "رؤية" أماكن الولادة النجمية.

ما هي الأشياء الأخرى المرئية في الأشعة تحت الحمراء؟ الكواكب الخارجية (عوالم حول نجوم أخرى) ، والأقزام البنية (الأجسام شديدة الحرارة بحيث لا يمكن أن تكون كواكب ولكنها باردة جدًا بحيث لا تكون نجومًا) ، أقراص الغبار حول النجوم والكواكب البعيدة ، والأقراص الساخنة حول الثقوب السوداء ، والعديد من الأشياء الأخرى مرئية في الأطوال الموجية للأشعة تحت الحمراء ضوء. من خلال دراسة "إشارات" الأشعة تحت الحمراء الخاصة بهم ، يمكن لعلماء الفلك استنتاج قدر كبير من المعلومات حول الأشياء التي تنبعث منها ، بما في ذلك درجات الحرارة والسرعات والتركيبات الكيميائية.

كمثال على قوة علم الفلك بالأشعة تحت الحمراء ، فكر في سديم إيتا كارينا. يظهر هنا في عرض الأشعة تحت الحمراء من تلسكوب سبيتزر الفضائي. النجم في قلب السديم يسمى إيتا كارينا—نجم ضخم للغاية سوف ينفجر في نهاية المطاف على أنه مستعر أعظم. إنها شديدة الحرارة ، وتزيد كتلتها عن كتلة الشمس بنحو 100 مرة. يغسل المنطقة المحيطة به من الفضاء بكميات هائلة من الإشعاع ، مما يجعل سحب الغاز والغبار القريبة تتوهج في الأشعة تحت الحمراء. أقوى إشعاع ، هو الأشعة فوق البنفسجية ، هو في الواقع تمزيق سحب الغاز والغبار في عملية تسمى "التفكك الضوئي". والنتيجة كهف منحوت في السحابة ، وفقدان المواد لصنع نجوم جديدة. في هذه الصورة ، تتوهج الكهف في الأشعة تحت الحمراء ، مما يسمح لنا بمشاهدة تفاصيل السحب المتبقية.

هذه ليست سوى عدد قليل من الأشياء والأحداث في الكون التي يمكن استكشافها باستخدام أدوات حساسة للأشعة تحت الحمراء ، مما يمنحنا رؤى جديدة حول التطور المستمر لكوننا.