Submillimetrinen tähtitiede on havaintoastronomian haara , joka liittyy havaintoihin submillimetrin aallonpituusalueella ( terahertsisäteily ). Tähtitieteilijät sijoittavat submillimetrialueen kauko-infrapuna- ja mikroaaltoalueen väliin , toisin sanoen aallonpituusalueelle muutamasta sadasta mikrometristä millimetriin. Submillimetritähtitieteessä aallonpituuden yksikkö on usein mikroni .
Alimillimetrihavaintoja käyttäen tähtitieteilijät tutkivat molekyylipilviä ja tummien sumujen ytimiä selvittääkseen tähtien muodostumisprosesseja romahtamisesta tähden syntymään. Tummien pilvien submillimetrihavaintoja voidaan käyttää niiden muodostavien molekyylien kemiallisen koostumuksen ja jäähtymismekanismien määrittämiseen. Submillimetrihavaintoja käytetään myös galaksien muodostumis- ja kehitysprosessien tutkimuksessa .
Merkittävin rajoitus avaruudesta tulevan säteilyn havaitsemiselle submillimetrin aallonpituusalueella maanpäällisen tarkkailijan kannalta on ilmakehän säteily, kohina ja säteilyn vaimennus. Kuten infrapuna-alueella, myös spektrin submillimetriosassa on suuri määrä vesihöyryn absorptiokaistoja , ja havaintoja voidaan tehdä vain läpinäkyvyysikkunoissa. Ihanteellisen alimillimetrihavainnoinnin paikan tulee olla kuiva, viileä, vakaat sääolosuhteet ja kaukana asutuista alueista. Tällaisia paikkoja on vain muutamia, esimerkiksi Mauna Kea ( Hawaii , USA), Chajnantor Plateaun observatorio ( Chile ), Etelänapa , Intian tähtitieteellisen observatorion Himalajan osasto . Vertaileva analyysi osoitti, että kaikki neljä pistettä ovat ihanteellisia submillimetrihavaintoja varten; Mauna Kea on tunnetuin ja saavutettavin paikka. Kiinnostusta on osoitettu arktisen alueen korkeita leveysasteita kohtaan, erityisesti Grönlannin Upper Campiin , jossa kokonaiskosteus on pienempi kuin Mauna Keassa (vaikka Mauna Kean alhainen leveysaste mahdollistaa enemmän eteläisen taivaan kohteiden havaitsemisen). [1] [2]
Chajnantor Plateau Observatoriossa on Atacama Pathfinder Experiment , eteläisen pallonpuoliskon suurin submillimetriteleskooppi, sekä suurin maanpäällinen tähtitieteen projekti, Atacama Large Millimeter Array , submillimetriaaltointerferometri , joka koostuu 54 12m:stä ja radiotelekoopista 72m. Submillimeter Array , Submillimeter Array, on toinen interferometri, joka sijaitsee Mauna Keassa ja koostuu kahdeksasta 6 metrin radioteleskoopista. Suurin tällä hetkellä olemassa oleva submillimetrinen teleskooppi, James Clark Maxwell Telescope , sijaitsee myös Mauna Kealla.
Strastastaattien ja muiden lentokoneiden avulla on mahdollista tehdä tutkimusta ilmakehän korkeammista kerroksista. Esimerkkejä ovat BLAST- ja SOFIA -teleskoopit , vaikka SOFIA voi tehdä havaintoja myös lähi-infrapunassa.
| Vertailu [3] | |||||||
| Nimi | vuosi | Aallonpituus | Aukko | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ihmisen silmä | - | 0,39-0,75 µm | 0,01 m | ||||
| SWAS | 1998 | 540 - 610 µm | 0,55 - 0,7 m | ||||
| Herschel | 2009 | 55-672 um | 3,5 m | ||||
Submillimetrialueen avaruushavainnot ovat vapaita ilmakehän absorptiosta. Ensimmäinen submillimetrinen teleskooppi avaruudessa oli Neuvostoliiton BST-1M, joka sijaitsee Salyut-6- kiertorataaseman tieteellisessä osastossa . Se oli varustettu peilillä, jonka halkaisija oli 1,5 m ja se oli tarkoitettu astrofysikaaliseen tutkimukseen ultravioletti (0,2 - 0,36 mikronia), infrapuna (60 - 130 mikronia) ja submillimetrin (300 - 1000 mikronia) spektrialueilla, jotka ovat kiinnostavia. sellaisiin, jotka mahdollistavat kylmien kaasumaisten kosmisten pilvien tutkimisen sekä tiedon hankkimisen maapallon ilmakehän ylemmissä kerroksissa tapahtuvista prosesseista [4] .
SWAS-satelliitti laukaistiin matalalle Maan kiertoradalle 5. joulukuuta 1998 yhtenä NASAn tehtävistä . Avaruusaluksen tarkoituksena oli tutkia jättimäisiä molekyylipilviä ja tummia pilviytimiä. Tutkimus koski viittä spektriviivaa: vesi (H 2 O), vesiisotooppi (H 2 18 O), hiilimonoksidi -isotooppi ( 13 CO), molekyylihappi (O 2 ) , neutraali hiili (CI).
Kesäkuussa 2005 laitteen tarkoituksena oli tukea Deep Impact -koetta.Elokuuhun 2005 asti laite seurasi komeetan vesipitoisuutta.
Vuonna 2009 ESA käynnisti Herschel -operaation , jolla on suurin kaukoputken halkaisija kaikista avaruuteen lähetetyistä kaukoputkista. Havainnot suoritetaan kauko-infrapuna- ja submillimetrialueilla. Avaruusalus pyörii Lissajous-kiertoradalla Maa-Aurinko-järjestelmän Lagrange-pisteen L 2 ympäri . Piste L 2 sijaitsee noin 1,5 miljoonan kilometrin päässä Maasta. Tämä observatorio tutkii galaksien muodostumisen ensimmäisiä vaiheita.