Астрономы достигли прорыва в инфракрасной чувствительности, похожей на ощущение тепла свечи на Луне

Исследователи из Нидерландов проводят астрономические наблюдения в дальнем инфракрасном диапазоне с помощью максимально возможный уровень чувствительности сравнимо с ощущением тепла от свечи на Луне.

В астрономии существует слепое пятно, когда речь идет об дальнем инфракрасном излучении по сравнению с другими длинами волн. Активно охлаждаемые зеркала внизу 4 Кельвин (-269 ° С) необходимы для космический телескоп дальнего инфракрасного диапазона работать на полную чувствительность. Из-за отсутствия такого телескопа в разработку соответствующих детекторов во всем мире было вложено мало средств. Детекторы кинетической индуктивности (KID) были разработаны SRON в 2004 году, чтобы разорвать этот порочный круг. Исследователи из SRON и TU Delft достигли наивысшей доступной чувствительности, сравнимой с обнаружением тепло свечи на луне.

Последние несколько лет принесли нам самые потрясающие изображения с телескопов, работающих с рентгеновским, инфракрасным, радио и видимым светом. Несколько примеров — изображение черной дыры в M87, экстремально глубокое поле Хаббла, а также изображение планетарной системы в момент рождения. Есть одна область длин волн, где астрономия слепа, а именно дальняя инфракрасная область, особенно на длинах волн между 300 мкм и 10 мкм.

Наблюдатели на земле в значительной степени защищены от большей части этого излучения земной атмосферой; однако космические телескопы часто сами излучают дальнее инфракрасное излучение, которое ослепляет их детекторы. Уровень шума в этом районе не позволяет тратить большие суммы денег на разработку более чувствительных детекторов дальнего инфракрасного диапазона. Следовательно, правительства не будут финансировать сверхохлаждаемые бесшумные телескопы, если они не смогут найти чувствительные детекторы.

Детекторы кинетической индуктивности (KID) были разработаны SRON в начале этого века как средство разорвать порочный круг. Исследователи из SRON и TU Delft благодаря сотрудничеству почти усовершенствовали эту технологию, сделав ее достаточно чувствительной для обнаружения фонового излучения Вселенной.

В роли Йохема Базельманса (СРОН/ТУ Делфт) говорит, даже более высокая чувствительность была бы бесполезна. Поскольку фоновое излучение Вселенной всегда будет вас ограничивать, наша технология предоставляет производителям телескопов, таким как НАСА и ЕКА, самые чувствительные из возможных детекторы дальнего инфракрасного диапазона. В НАСА уже поступило два предложения по сверхохлаждаемым телескопам. Хотя эти телескопы намного дороже относительно теплых телескопов, наши KID оправдывают себя.

Помимо того, что они помогают астрономии сократить разрыв в терагерцах, KID также помогают улучшить способность спутников создавать изображения в дальнем инфракрасном диапазоне. Сейчас в наших знаниях о звездной эволюции образовался пробел из-за отсутствия света от звезд в далекой молодой Вселенной. Терагерцовая щель также дает астрономам возможность исследовать неизвестное уникальным способом. Глубокое поле Хаббла было создано путем наведения Телескоп Хаббл в кромешной тьме в небе, где, казалось, ничего не было. Согласно Базельмансу, «вы не знаете того, чего не знаете. В области менее одного процента полной Луны возникли тысячи галактик».

Чтобы лучше всего описать чувствительность, достигнутую исследователями, мы думаем о свече на Луне.

Если бы вы стояли на Земле или парили прямо над атмосферой, вы могли бы почувствовать тепло пламени свечи. Собственно говоря, KID в десять раз более чувствителен, чем этот. Как поясняется в заявлении, «при времени интегрирования в секунду KID может обнаруживать всего 3*10-20 Вт».