Que sont les télescopes infrarouges?
Un télescope infrarouge est un télescope qui examine le rayonnement infrarouge (IR) émis par des corps astronomiques. Le rayonnement infrarouge fait partie du spectre électromagnétique entre la lumière visible et les micro-ondes. Cette partie du spectre peut être grossièrement divisée en longueurs d’ondes plus courtes dans l’IR proche et plus longues dans l’IR lointain. Les télescopes optiques classiques sont capables de faire des observations dans le proche infrarouge. Les télescopes infrarouges spécialement conçus sont généralement utilisés pour observer dans les longueurs d'onde de l'infrarouge lointain.
Il existe trois types généraux de télescopes infrarouges, différenciés par leur lieu de déploiement. Les télescopes infrarouges terrestres sont situés à haute altitude dans des climats arides. Le rayonnement infrarouge est moins énergétique que la lumière visible et est particulièrement susceptible d'être absorbé par la vapeur d'eau atmosphérique. Peu de rayonnement infrarouge lointain traverse l'atmosphère. Le télescope James Clerk Maxwell (JCMT) est un télescope infrarouge construit à l'observatoire Mauna Kea à Hawaii à une altitude de 4092 m.
Les télescopes infrarouges aériens s’élèvent au-dessus de l’atmosphère terrestre. À l'origine, ceux-ci étaient emportés par ballon. Les versions actuelles sont équipées dans les corps des avions à réaction. L'observatoire stratosphérique pour l'astronomie infrarouge (SOFIA) est intégré au corps d'un Boeing 747. Cet appareil est doté d'un miroir principal de 2,7 m (9 pi).
Le déploiement de télescopes infrarouges dans l'espace élimine le problème de l'absorption atmosphérique. Le satellite astronomique infrarouge (IRAS) a été le premier télescope spatial à étudier le ciel à des longueurs d’onde infrarouges. Un télescope infrarouge spatial plus récent était le WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer). Il a été lancé en 2009 et est resté en service jusqu'en 2011. Les télescopes infrarouges spatiaux ont généralement une durée de vie courte, car les liquides de refroidissement nécessaires sont rapidement épuisés.
Au cœur de chacun de ces systèmes se trouve un miroir astronomique utilisé pour collecter le rayonnement et le renvoyer à un point d'observation. Différents instruments peuvent être utilisés en observation, les plus courants étant une caméra infrarouge et des détecteurs infrarouges à semi-conducteurs. Le problème du refroidissement est l’un des plus grands défis de la conception et de la mise en œuvre d’un télescope infrarouge. L'instrumentation doit être refroidie à quelques degrés près du zéro absolu. À des températures plus chaudes, le rayonnement du télescope lui-même nuit à l'observation.
L’observation dans le lointain infrarouge a pour but de révéler ce qui ne peut être vu à la lumière visible. Des nuages de poussière et de gaz dans nos propres galaxies et dans les galaxies voisines émettent un rayonnement infrarouge lointain. Les pépinières stellaires peuvent être détectées par la chaleur provoquée par les protostars contractés avant qu'elles ne commencent à émettre de la lumière visible. Les télescopes infrarouges étendent notre vision au-delà des longueurs d'onde visibles, tout comme les radiotélescopes l'étendent au-delà de l'infrarouge.