تلسكوب الأشعة تحت الحمراء

التلسكوب الذي يعمل بالأشعة تحت الحمراء هو تلسكوب يستخدم الأشعة تحت الحمراء لرصد الأجرام السماوية. الأشعة تحت الحمراء هي أحد أنواع الإشعاع الموجودة في الطيف الكهرومغناطيسي .

جميع الأجرام السماوية التي تزيد درجة حرارتها عن الصفر المطلق تُصدر نوعًا من الإشعاع الكهرومغناطيسي . ^{[ 1 ]} ولدراسة الكون، يستخدم العلماء أنواعًا مختلفة من التلسكوبات لرصد هذه الأنواع المختلفة من الإشعاع المنبعث في الطيف الكهرومغناطيسي. ومن هذه الأنواع: أشعة غاما ، والأشعة السينية ، والأشعة فوق البنفسجية ، والضوء المرئي (البصري)، بالإضافة إلى تلسكوبات الأشعة تحت الحمراء.

كانت هناك عدة تطورات رئيسية أدت إلى اختراع التلسكوب بالأشعة تحت الحمراء:

• في عام 1800، اكتشف ويليام هيرشل الأشعة تحت الحمراء.
• في عام 1878، ابتكر صموئيل بيربونت لانغلي أول مقياس حرارة حرارية . كان هذا جهازًا حساسًا للغاية يمكنه الكشف كهربائيًا عن تغيرات صغيرة للغاية في درجة الحرارة في طيف الأشعة تحت الحمراء.
• استخدم توماس إديسون تقنية بديلة، وهي جهاز قياس الحرارة الخاص به، لقياس الحرارة في هالة الشمس أثناء كسوف الشمس في 29 يوليو 1878 .
• في خمسينيات القرن العشرين، استخدم العلماء كواشف كبريتيد الرصاص للكشف عن الأشعة تحت الحمراء القادمة من الفضاء. وكانت هذه الكواشف تُبرّد باستخدام النيتروجين السائل .
• بين عامي 1959 و 1961، ابتكر هارولد جونسون أجهزة قياس ضوئية تعمل بالأشعة تحت الحمراء القريبة ، مما سمح للعلماء بقياس آلاف النجوم.
• في عام 1961، اخترع فرانك لو أول مقياس إشعاع حراري من الجرمانيوم . وقد مهد هذا الاختراع، الذي يتم تبريده بواسطة الهيليوم السائل ، الطريق لتطوير التلسكوبات الحالية التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء. ^{[ 2 ]}

قد تكون التلسكوبات التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء أرضية أو محمولة جواً أو فضائية . وهي تحتوي على كاميرا تعمل بالأشعة تحت الحمراء مزودة بكاشف خاص يعمل بالأشعة تحت الحمراء ذي حالة صلبة، والذي يجب تبريده إلى درجات حرارة منخفضة للغاية . ^{[ 3 ]}

كانت التلسكوبات الأرضية أول من استُخدم لرصد الفضاء الخارجي بالأشعة تحت الحمراء، وازداد استخدامها في منتصف الستينيات. إلا أن هذه التلسكوبات تعاني من بعض القيود، إذ يمتص بخار الماء في الغلاف الجوي للأرض الأشعة تحت الحمراء. لذا، يُفضل وضع التلسكوبات الأرضية العاملة بالأشعة تحت الحمراء على قمم الجبال العالية وفي المناطق ذات المناخ الجاف لتحسين الرؤية.

في ستينيات القرن الماضي، استخدم العلماء المناطيد لرفع التلسكوبات العاملة بالأشعة تحت الحمراء إلى ارتفاعات أعلى، حيث تمكنوا من الوصول إلى ارتفاع حوالي 40 كيلومترًا . وفي عام 1967، وُضعت هذه التلسكوبات على متن صواريخ. ^{[ 2 ]} وكانت هذه أولى التلسكوبات المحمولة جوًا العاملة بالأشعة تحت الحمراء. ومنذ ذلك الحين، جرى تعديل طائرات مثل مرصد كويبر المحمول جوًا (KAO) لحمل هذه التلسكوبات. ومن أحدث التلسكوبات المحمولة جوًا العاملة بالأشعة تحت الحمراء التي وصلت إلى طبقة الستراتوسفير، مرصد ناسا الستراتوسفيري لعلم الفلك بالأشعة تحت الحمراء (SOFIA) في مايو 2010. وقد قام علماء من الولايات المتحدة وعلماء من المركز الألماني لأبحاث الفضاء بوضع تلسكوب يعمل بالأشعة تحت الحمراء يزن 17 طنًا على متن طائرة بوينغ 747. ^{[ 4 ]}

يُسهم وضع التلسكوبات العاملة بالأشعة تحت الحمراء في الفضاء في التخلص من تداخل الغلاف الجوي للأرض. ومن أبرز مشاريع التلسكوبات العاملة بالأشعة تحت الحمراء القمر الصناعي الفلكي بالأشعة تحت الحمراء (IRAS) الذي أُطلق عام ١٩٨٣. وقد كشف هذا القمر معلوماتٍ عن مجراتٍ أخرى، بالإضافة إلى معلوماتٍ عن مركز مجرتنا درب التبانة. ^{[ ٢ ]} وتمتلك وكالة ناسا حاليًا مركبةً فضائيةً تعمل بالطاقة الشمسية مزودةً بتلسكوبٍ يعمل بالأشعة تحت الحمراء يُسمى تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST). وقد أُطلق في ٢٥ ديسمبر ٢٠٢١. ^{[ ٥ ]}

يبلغ طول موجة الضوء المرئي حوالي 0.4  ميكرومتر إلى 0.7  ميكرومتر، ويتراوح طول موجة الضوء المرئي عادةً من 0.75  ميكرومتر إلى 1000  ميكرومتر (1 مليمتر) لعلم الفلك بالأشعة تحت الحمراء ، وعلم الفلك بالأشعة تحت الحمراء البعيدة ، إلى علم الفلك دون المليمتر . 

على الأرض  :

• مرفق تلسكوب الأشعة تحت الحمراء ، هاواي، 1979–
• تلسكوب غورنرغرات للأشعة تحت الحمراء ، 1979-2005
• مصفوفة التلسكوب البصري بالأشعة تحت الحمراء ، 1988-2006
• تلسكوب الأشعة تحت الحمراء في المملكة المتحدة ، 1979–
• مرصد وايومنغ للأشعة تحت الحمراء ، 1977–

محمول جواً:

• مرصد كويبر المحمول جواً (KAO)، 1974-1995
• مرصد الستراتوسفير لعلم الفلك بالأشعة تحت الحمراء (SOFIA)، 2010-2022

قائم على الفضاء:

• قمر صناعي فلكي يعمل بالأشعة تحت الحمراء ، 1983
• تلسكوب سبيتزر الفضائي ، 2003-2020
• مرصد هيرشل الفضائي ، 2009-2013
• مستكشف المسح بالأشعة تحت الحمراء واسع المجال (WISE)، 2009-2024
• تلسكوب نانسي جريس رومان الفضائي (المعروف سابقًا باسم WFIRST)
• تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST)، 2021–
• إقليدس ، 2023–

• علم الفلك بالأشعة تحت الحمراء
• قائمة بأكبر التلسكوبات التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء
• قائمة أنواع التلسكوبات