Les télescopes infrarouges utilisent fondamentalement les mêmes composants et suivent les mêmes principes que les télescopes à lumière visible; à savoir, une combinaison de lentilles et de miroirs rassemble et focalise le rayonnement sur un détecteur ou des détecteurs, dont les données sont traduites par ordinateur en informations utiles. Les détecteurs sont généralement une collection de dispositifs numériques à l'état solide spécialisés: le matériau le plus couramment utilisé pour ceux-ci est l'alliage supraconducteur HgCdTe (tellurure de mercure et de cadmium). Pour éviter la contamination par les sources de chaleur environnantes, les détecteurs doivent être refroidis par un cryogène tel que l'azote liquide ou l'hélium à des températures proches du zéro absolu; le télescope spatial Spitzer, qui a été le plus grand télescope infrarouge spatial jamais construit à son lancement en 2003, est refroidi à -273 ° C et suit une orbite héliocentrique innovante qui permet d'éviter la chaleur réfléchie et indigène de la Terre. >

Types

La vapeur d'eau dans l'atmosphère terrestre absorbe la plupart des radiations infrarouges de l'espace, de sorte que les télescopes infrarouges au sol doivent être placés à haute altitude et dans un environnement sec pour être efficaces; les observatoires de Mauna Kea, Hawaii, sont à une altitude de 4205 m. Les effets atmosphériques sont réduits grâce au montage de télescopes sur des avions volants, une technique utilisée avec succès par l'observatoire aéroporté de Kuiper (KAO), qui a fonctionné de 1974 à 1995. Les effets de la vapeur d'eau atmosphérique sont bien sûr éliminés dans l'espace. télescopes; comme avec les télescopes optiques, l'espace est l'endroit idéal pour faire des observations astronomiques infrarouges. Le premier télescope infrarouge à infrarouge, le satellite IRAS (Infrared Astronomy Satellite), lancé en 1983, a augmenté le catalogue astronomique connu d'environ 70%.
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> Les télescopes infrarouges peuvent détecter des objets trop cool-- - et donc trop faible - à observer à la lumière visible, comme les planètes, certaines nébuleuses et les étoiles naines brunes. En outre, le rayonnement infrarouge a des longueurs d'onde plus longues que la lumière visible, ce qui signifie qu'il peut traverser des gaz astronomiques et de la poussière sans être dispersé. Ainsi, des objets et des zones obscurcis de la vue dans le spectre visible, y compris le centre de la Voie lactée, peuvent être observés dans l'infrarouge.

Univers précoce

L'expansion continue de l'univers se traduit par le phénomène de décalage vers le rouge, qui fait que le rayonnement d'un objet stellaire a des longueurs d'onde de plus en plus longues à mesure que l'objet se trouve plus éloigné de la Terre. Ainsi, au moment où il atteint la Terre, une grande partie de la lumière visible provenant d'objets éloignés s'est déplacée dans l'infrarouge et peut être détectée par des télescopes infrarouges. Lorsqu'elle provient de sources très éloignées, cette radiation a pris tellement de temps pour atteindre la Terre qu'elle a été émise pour la première fois dans l'univers primitif et donne ainsi un aperçu de cette période vitale de l'histoire astronomique.