Террагерц сәулесімен астрономия: Ғарышты зерттеудің жаңа әдісі

Кіріспе

Терахерц (< 1 мм) диапазонындағы жарықпен астрономия. Субмиллиметрлік астрономия немесе субмиллиметрлік астрономия (орфографиялық айырмашылықтарға назар аударсаңыз) – электромагниттік спектрдің субмиллиметрлік толқын ұзындықтарында (яғни терахерц сәулеленуінде) жүргізілетін байқау астрономиясының бір саласы. Астрономдар субмиллиметрлік толқын диапазонын алыс инфрақызыл және микротолқындық диапазон аралығында орналастырады, әдетте ол бірнеше жүз микрометрден бір миллиметрге дейін болады. Субмиллиметрлік астрономияда толқын ұзындығын 'микрон' деп атау әлі де қолданылады, бұл микрометрдің бұрынғы атауы. Субмиллиметрлік байқаулар арқылы астрономдар молекулалық бұлттарды және қара бұлт ядроларын зерттейді, мақсаты – жұлдыздардың пайда болу процесін, ең бастапқы құлаудан бастап жұлдыз тууына дейін анықтау. Бұл қара бұлттардың субмиллиметрлік байқаулары оларды құрайтын молекулалардың химиялық құрамын және салқындату механизмдерін анықтау үшін пайдаланылуы мүмкін. Сонымен қатар, субмиллиметрлік байқаулар галактикалардың қалыптасуы мен эволюциясының механизмдері туралы мәліметтер береді.

Стратосферадан

Жоғары биіктіктегі шарлар мен ұшақтардың көмегімен атмосфераның үстіне көтерілуге болады. BLAST эксперименті және SOFIA осыған екі мысал, бірақ SOFIA жақын инфрақызыл сәулелерді де бақылай алады.

Орбиталық

Салыстыру Атауы Жыл Толқын ұзындығы Апертура Адам көзі – 0.39 – 0.75 мкм 0.01 м SWAS 1998 540 – 610 мкм 0.55 – 0.7 м Herschel 2009 55 – 672 мкм 3.5 м

Субмиллиметрлік толқын ұзындықтарындағы ғарышқа негізделген бақылаулар атмосфералық сіңудің жердегі шектеулерін жояды. Ғарыштағы алғашқы субмиллиметрлік телескоп – Салют-6 орбиталық станциясының ғылыми жабдықтар бөлімінде орналасқан советтік BST 1M болды. Ол 1,5 м диаметрлі айнамен жабдықталған және ультракүлгін (0,2 – 0,36 мкм), инфрақызыл (60 – 130 мкм) және субмиллиметрлік (300 – 1000 мкм) спектрлік аймақтарда астрофизикалық зерттеулер жүргізуге арналған. Бұл ғарыштағы молекулалық бұлттарды зерттеуге және Жер атмосферасының жоғарғы қабаттарындағы процестер туралы ақпарат алуға мүдделі зерттеушілер үшін маңызды. Субмиллиметрлік толқынды астрономиялық спутнигі (SWAS) 1998 жылдың 5 желтоқсанында NASA-ның Кіші зерттеушілер бағдарламасының (SMEX) миссиясының бірі ретінде Жердің төменгі орбитасына ұшырылды. Ғарыш кемесінің миссиясы – алып молекулалық бұлттар мен қара бұлттардың ядроларын бақылау. SWAS бес спектрлік сызыққа назар аударады: су (H2O), изотоптық су (H218O), изотоптық көміртек монооксиді (13CO), молекулалық оттегі (O2) және бейтарап көміртек (C I). SWAS спутнигі 2005 жылдың маусымында NASA Deep Impact миссиясын қолдау үшін қайта бағдарланды. SWAS 2005 жылдың тамызының соңына дейін кометадан су өндірісі туралы деректерді ұсынды. Еуропалық ғарыш агенттігі 2009 жылы «Herschel» ғарыш обсерваториясын (бұрынғы атауы – Алыс инфрақызыл және субмиллиметрлік телескоп немесе FIRST) ұшырды. Herschel ғарышқа жіберілген ең үлкен айнаны орналастырды (2021 жылдың желтоқсанына дейін, жақын инфрақызыл James Webb ғарыш телескобы ұшырылғанға дейін) және алыс инфрақызыл және субмиллиметрлік толқын диапазондарындағы сәулеленуді зерттеді. Жер орбитасының орнына Herschel Жер-Күн жүйесінің екінші Лагранж нүктесіндегі Лассажос орбитасына енді. Бұл нүкте Жерден шамамен 1,5 миллион км қашықтықта орналасқан, және Herschel-ді сол жерге орналастыру Жер мен Күннің инфрақызыл және көрінетін сәулеленуінен туындаған кедергіні азайтты. Herschel-дің миссиясы негізінен галактикалардың және галактикалық құрылымдардың пайда болуын зерттеуге бағытталған.

Space based observations at the submillimetre wavelengths remove the ground based limitations of atmospheric absorption. The first submillimeter telescope in space was the Soviet BST 1M, located in the scientific equipment compartment of the Salyut 6 orbital station. It was equipped with a mirror with a diameter of 1.5 m and was intended for astrophysical research in the ultraviolet (0.2 0.36 microns), infrared (60 130 microns) and submillimeter (300 1000 microns) spectral regions, which are of interest to those who are interested in which makes it possible to study molecular clouds in space, as well as obtain information about the processes taking place in the upper layers of the Earth's atmosphere. The Submillimeter Wave Astronomy Satellite (SWAS) was launched into low Earth orbit on December 5, 1998 as one of NASA's Small Explorer Program (SMEX) missions. The mission of the spacecraft is to make targeted observations of giant molecular clouds and dark cloud cores. The focus of SWAS is five spectral lines: water (H2O), isotopic water (H218O), isotopic carbon monoxide (13CO), molecular oxygen (O2), and neutral carbon (C I). The SWAS satellite was repurposed in June, 2005 to provide support for the NASA Deep Impact mission. SWAS provided water production data on the comet until the end of August 2005. The European Space Agency launched a space based mission known as the Herschel Space Observatory (formerly called Far Infrared and Sub millimetre Telescope or FIRST) in 2009. Herschel deployed the largest mirror ever launched into space (until December 2021, with the launch of the near infrared James Webb Space Telescope) and studied radiation in the far infrared and submillimetre wavebands. Rather than an Earth orbit, Herschel entered into a Lissajous orbit around , the second Lagrangian point of the Earth Sun system. is located approximately 1.5 million km from Earth and the placement of Herschel there lessened the interference by infrared and visible radiation from the Earth and Sun. Herschel's mission focused primarily on the origins of galaxies and galactic formation.