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2011 年 4 月 11 日

紅外光太空望遠鏡攝影特展 (11):20 世紀 50 ~ 60 年代的紅外光觀測史
提供者 : 陳輝樺
說明 : 到了 20 世紀中葉的 50 年代,為了天文研究觀測上的需要,會有著什麼樣的儀器設備出現呢? 首先我們列出下表用以先來了解各紅外光波段所能量測的溫度範圍,以及能夠觀測到的星際間何種物質。

       譜   線         波  長  範   圍            溫  度  範  圍     能觀測到的物質
近紅外光 (NIR) 0.7 - 1 微米 至 5 微米 740 K 到 5200 K 較冷的紅星體、紅巨星、塵埃
中波紅外光 (MIR) 5 微米 至 25 - 40 微米 92.5 - 140 K 到 740 K 行星衛星彗星小行星體、被星光溫熱的塵埃、 原行星盤 
遠紅外光  (FIR) 25 - 40 微米 至 300 微米 10.6 - 18.5 到 92.5 - 140 K  冷塵埃的輻射、 星系核心區域、非常冷的分子雲 


        所以,天文學家在 1950 年代的紅外光觀測開始應用著對於熱感應極為敏銳的硫化鉛 (PbS) 物質作為感應器的材料, 這種感應儀器配合著液態氮可冷至 絕對溫度 77 K,大致可量測到來自太空中約 3 微米的紅外光。在 1959 - 1961 年間, 美國天文學家 Harold Johnson (1921.4.17. - 1980.4.2.) 首先建立涵蓋 R、I、J、K 和 L 波頻的「 紅外光度計 (photometers)」, 他和他的研究團隊利用這個偵測範圍可達 4 微米 的紅外光度計在這些波段上進行了數千顆恆星的量測,提供了極為有價值來自冷恆星輻射的資料。

        1961 年,美國天文學家 Frank J. Low (1933.11.23. - 2009.6.11.) 發展出一套「鍺輻射熱測定器 (germanium bolometer)」, 這套輻射熱測定比當時所有的 紅外光 偵測設備精準靈敏上百倍,並且能偵測 遠紅外的輻射 。 當紅外光照射到鍺材質,則會溫熱了鍺材質而改變它的導電效果, 這些導電效應的改變確切地可以測得接近 絕對溫度 4 K 的極低溫輻射。1960 年代升空熱汽球的紅外光觀測為了解決如此困擾的大氣層對於紅外光的屏障, 科學家設法將紅外光觀測設備利用大汽球帶至 50 公里的高空。 1963 年,利用一套新近發展的 鍺輻射熱測定器 曾對 火星 進行紅外光觀測。 1966 年起,Goddard 太空研究中心開始利用升空的汽球進行 100 微米 ( 1 微米 = 10- 6 公尺) 波段的全星空搜尋, 在 銀河系近盤面上 發現了約 120 個紅外光源 ,如上照片銀河系盤面的紅外光影像。

明日主題 : 紅外光太空望遠鏡攝影特展 (12):20 世紀 70 年代的紅外光觀測史
天文史上的今天 : 1905 年 4 月 11 日,德裔美籍科學家 愛因思坦 (Albert Einstein) 發表 狹義相對論 (Special relativity)。    
今日星象、行星動向、節氣
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    主編 : 陳輝樺                 
         諮詢服務 : 陳輝樺 或 (NMNS 國立自然科學博物館)
                        蘇明俊 (樹德科技大學  休閒事業管理系)

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