Andromedagalaxen i långt infrarött. Kredit:ESA/NASA/JPL-Caltech/B. Schulz
Astronomi har en blind fläck i området för långt infraröd strålning jämfört med de flesta andra våglängder. Ett långt infrarött rymdteleskop kan bara utnyttja sin fulla känslighet med en aktivt kyld spegel vid temperaturer under 4 Kelvin (-269 ℃). Ett sådant teleskop finns inte ännu, varför det har investerats lite i världen i utvecklingen av motsvarande detektorer.
2004 beslutade SRON att bryta denna cykel och investera i utvecklingen av kinetiska induktansdetektorer (KID). Nu har forskare från SRON och TU Delft uppnått högsta möjliga känslighet, jämförbart med att känna värmen från ett ljus på månen från jorden. Deras studie visas i Astronomy &Astrophysics den 6 september.
De senaste åren har vi blivit bortskämda med de vackraste bilderna från teleskop som arbetar med röntgen, infraröd, radio och synligt ljus. För att nämna några:bilden av det svarta hålet i M87, Hubble Extreme Deep Field eller babybilden av ett planetsystem. Men i ett våglängdsområde är astronomi relativt blind:det långt infraröda, speciellt vid våglängder mellan 300 μm och 10 μm.
Jordens atmosfär blockerar det mesta av denna strålning för markbaserade teleskop, medan rymdteleskop ofta har en temperatur så att de blindar sina detektorer med den långt infraröda strålning de själva sänder ut. Med så mycket buller finns det få incitament att lägga stora summor pengar på utvecklingen av känsligare fjärrinfraröda detektorer. Och med brist på känsliga detektorer kommer inte regeringar att tilldela medel till superkylda ljudlösa teleskop.
Genombrott
I början av detta århundrade beslutade SRON att bryta mönstret och investera i utvecklingen av kinetiska induktansdetektorer (KID). Det beslutet bär nu frukt. Tillsammans med TU Delft har SRON-forskare nästan fulländat tekniken genom att göra den tillräckligt känslig för att se universums permanenta bakgrundsstrålning.
"En ännu högre känslighet skulle inte ha någon nytta", säger Jochem Baselmans (SRON/TU Delft). "Eftersom du alltid kommer att begränsas av bruset från universums bakgrundsstrålning. Så vår teknik förser teleskopbyggare som NASA och ESA med fjärrinfraröda detektorer som är så känsliga som möjligt. Vi ser redan två förslag som lämnats in till NASA för en superkyld teleskop. De är mycket dyrare än relativt varma teleskop, men våra barn gör det värt det."
Terahertz gap
KID hjälper astronomi att stänga terahertzgapet, uppkallat efter frekvensen av långt infrarött ljus. Astronomer går nu miste om ljus som produceras av stjärnor i det långt borta, unga universum, vilket lämnar en lucka i vår kunskap om stjärnutveckling. Dessutom är terahertzgapet en unik möjlighet för äventyrliga astronomer att dyka in i det okända.
"Du vet inte vad du inte vet. Hubble Deep Field skapades genom att rikta Hubble-teleskopet mot en becksvart del av himlen med till synes ingenting i den. Efteråt dök tusentals galaxer upp, från ett mindre område än en procent av fullmånen", säger Baselmans.
Den känslighet som forskarna uppnådde med sina KID kan bäst beskrivas med ett hypotetiskt ljus på månen. Föreställ dig att stå på jorden – eller sväva precis ovanför atmosfären – och hålla upp handen för att känna ljusets värme. Verkar vara en meningslös övning? Inte för ett barn. Den är till och med tio gånger känsligare än så. Med en integrationstid på en sekund kan ett KID upptäcka så lite som 3*10 -20 watt. + Utforska vidare
