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Tecniche all'infrarosso: perché?

Le osservazioni astronomiche a lunghezze d'onda nell'infrarosso effettuate da telescopi terrestri possono essere fatte solo attraverso un numero limitato di finestre atmosferiche (finestre in lunghezza d'onda; le bande dove l'assorbimento è piccolo) (Thomas & Duncan 1993).
Il problema principale da affrontare è l'estrazione del segnale astronomico debole dal flusso del background ampio e velocemente variabile. Infatti l'atmosfera assorbe e ri-irradia una frazione di energia proveniente dallo spazio e specialmente dalla terra. In prima approssimazione, l'atmosfera può essere vista come un corpo grigio irradiante (vedi §1.1) così  che il flusso di fotoni emesso è enorme se confrontato con il naturale background cosmico. Inoltre il telescopio stesso aggiunge un importante contributo al flusso del background non essendo mai completamente freddo.

Nello spazio ci sono molti oggetti che non possono essere visti da telescopi ottici in quanto troppo freddi per emettere energia con lunghezza d'onda nello spettro visibile. Inoltre molte sorgenti luminose vengono attenuate in quanto immerse in nubi di polveri stellari e gas. I raggi infrarossi, avendo lunghezza d'onda maggiore della luce visibile, riescono ad attraversare tali nubi cosmiche e ad arrivare al suolo.
Ciò significa che si possono osservare nell'infrarosso oggetti apparentemente non rilevabili in luce visibile, come ad esempio le stelle in fase di formazione.

Le stelle vengono formate dal collasso di nuvole e polveri; quando le nuvole collassano la loro densità e temperatura aumentano, in particolar modo al centro del corpo, nel quale si forma un oggetto chiamato ``protostella''. Finché questo oggetto rimane all'interno della nuvola, risulta difficile avvistarlo, poiché la luce emessa viene assorbita dalla materia presente intorno ad esso. Solo in uno stadio successivo la temperatura aumenta in modo tale da allontanare il materiale esterno e la protostella può essere osservata in luce visibile; fino a questo istante essa può essere studiata solo con tecniche di osservazione ad infrarosso. Tramite questa tecnica è stato scoperto un gran numero di stelle non rilevabili con le metodologie standard ed è stato quindi possibile seguire le fasi della nascita ed evoluzione dei corpi celesti.


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Anna Custo 2002-02-05