Субмиллиметровая астрономия: исследование звёзд и галактик в терагерцовом диапазоне.

Введение

Субмиллиметровая астрономия или субмиллиметровая астрономия (см. различия в написании) – это раздел наблюдательной астрономии, который проводится на субмиллиметровых длинах волн (то есть терагерцовом излучении) электромагнитного спектра. Астрономы располагают субмиллиметровый диапазон волн между дальним инфракрасным и микроволновым диапазонами, обычно определяя его границы как от нескольких сотен микрометров до миллиметра. В субмиллиметровой астрономии по-прежнему часто используют термин "микроны" для обозначения длин волн, что является устаревшим названием для микрометра. С помощью субмиллиметровых наблюдений астрономы изучают молекулярные облака и плотные ядра темных облаков, стремясь прояснить процесс звездообразования от начального коллапса до рождения звезды. Субмиллиметровые наблюдения этих темных облаков позволяют определять химический состав и механизмы охлаждения молекул, из которых они состоят. Кроме того, субмиллиметровые наблюдения предоставляют информацию о механизмах формирования и эволюции галактик.

Из стратосферы

С помощью стратосферных шаров и самолетов можно подняться над большей частью атмосферы. Эксперимент BLAST и SOFIA — два примера, соответственно, хотя SOFIA также может проводить наблюдения в ближнем инфракрасном диапазоне.

С орбиты

Сравнение Наименование Год Длина волны Апертура Человеческий глаз 0,39 – 0,75 мкм 0,01 м SWAS 1998 540 – 610 мкм 0,55 – 0,7 м Гершель 2009 55 – 672 мкм 3,5 м

Космические наблюдения на субмиллиметровых длинах волн устраняют ограничения наземных наблюдений, связанные с атмосферным поглощением. Первым субмиллиметровым телескопом в космосе был советский BST 1M, размещенный в отсеке научного оборудования орбитальной станции «Салют-6». Он был оснащен зеркалом диаметром 1,5 м и предназначался для астрофизических исследований в ультрафиолетовом (0,2 – 0,36 мкм), инфракрасном (60 – 130 мкм) и субмиллиметровом (300 – 1000 мкм) спектральных диапазонах, представляющих интерес для изучения молекулярных облаков в космосе, а также для получения информации о процессах, происходящих в верхних слоях атмосферы Земли. Субмиллиметровый волновой астрономический спутник (SWAS) был запущен на низкую околоземную орбиту 5 декабря 1998 года в рамках программы малых исследовательских аппаратов NASA (SMEX). Задача космического аппарата – проводить целенаправленные наблюдения гигантских молекулярных облаков и темных облачных ядер. В фокусе SWAS находятся пять спектральных линий: вода (H2O), изотопная вода (H218O), изотопный монооксид углерода (13CO), молекулярный кислород (O2) и нейтральный углерод (C I). В июне 2005 года спутник SWAS был переоборудован для поддержки миссии NASA Deep Impact, предоставляя данные о выделении воды кометой до конца августа 2005 года. Европейское космическое агентство запустило космическую миссию, известную как космическая обсерватория Гершеля (ранее называвшаяся Дальнево-инфракрасным и субмиллиметровым телескопом или FIRST) в 2009 году. Гершель развернул самое большое зеркало, когда-либо выведенное в космос (до декабря 2021 года, с запуском космического телескопа Джеймса Уэбба в ближнем инфракрасном диапазоне), и изучал излучение в дальнем инфракрасном и субмиллиметровом диапазонах. Вместо околоземной орбиты Гершель вышел на орбиту Лиссажу вокруг второй точки Лагранжа системы Земля-Солнце, расположенной примерно в 1,5 миллионах километров от Земли. Такое расположение уменьшило влияние инфракрасного и видимого излучения от Земли и Солнца. Основной задачей миссии Гершеля было изучение происхождения галактик и их формирования.

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.