Infrarot

• IR allgemein:
  • vor allem Wärmestrahlung bei niedrigen Temperaturen (< 700 °C)
  • Bereiche
    • Nahes Infrarot (ca. 700 nm–4 µm)
    • Mittleres Infrarot (4–40 µm)
    • Fernes Infrarot (40–300 µm),
  • je größer die Wellenlänge, umso größer der Teleskopspiegel (bei gleicher Auflösung)
  • wird durch Athmosphäre weitgehend absorbiert, vor allem durch Wasserdampf
  • Beobachtung
    • erdgebundene Teleskope in hochgelegenen Trockengebieten (z.B. Hawai, Chile)
    • Teleskope in Flugzeugen und Ballons
    • Weltraumteleskope (z.B. IRAS, ISO, Spitzer, Herschel)
  • Verwendung hauptsächlich
    • kühle Objekte (Braune Zwerge, Planeten)
    • Durchdringung von Staub (Sternentstehungsgebiete, Zentrum der Milchstraße)
    • hohe Rotverschiebung (weit entfernte Galaxien)
• Mars im IR:
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  • Objekt	Mars im IR
    Sternbild	-
    Entfernung	200 Mio. km
    Teleskop	Hubble Space Telescope/NICMOS
    Spektralbereich	nahes IR

  • Farben

    • 1450 nm (Absorbtionsband)	rot
      nahes IR	grün
      topographische Höhe	blau

  • Erläuterungen
    • Wasser absorbiert IR (Treibhauseffekt), hier rot dargestellt
    • lila am Nordpol Wassereis
    • roter Fleck am Mare Acedalium, altes Überschwemmungsgebiet, wasserhaltige Mineralien ?
• Riesensternentstehung Doradus 30:
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  • Objekt	Tarantelnebel (30 Doradus) - Sternhaufen und Nebel in der Großen Magellanschen Wolke
    Sternbild	Dorado
    Entfernung	170 000 LJ
    Teleskop	Hubble Space Telescope/WFC3
    Spektralbereich	optisch / nahes IR

  • Erläuterungen
    • sehr junges, sehr großes Sternentstehungsgebiet
    • enthält noch viele O-Sterne (bis 100 Sonnenmassen!)
    • Sterne haben Teil des Nebels weggeblasen
    • IR durchdringt den Nebel besser und zeigt noch viel mehr Sterne
• Sternentstehungsregion DR21 im Schwan:
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  • Objekt	Sternentstehungsregion DR21
    Sternbild	Cygnus
    Entfernung	6200 LJ
    Teleskop	DSS (Mt. Palomar), 2MASS, Spitzer Space Telescope/IRAC
    Spektralbereich	optisch, nahes IR, mittleres IR

  • Farben im Komposit

    • optisch	0.4 - 0.8 µm	blau
      2MASS	1 - 2 µm	grün
      Spitzer	3.6 - 8 µm	rot

  • Erläuterungen
    • etwa 2 Vollmondgrößen im Durchmesser
    • optisch: rote Farbe ist H, angeregt durch Strahlung heißer Sterne
    • 2MASS: in den dunklen Flecken viele weitere Sterne, neue Nebelflecken erkennbar
    • Spitzer: helle Flecken oben/mitte: superheiße Sterne, ca. 10 000 LJ entfernt
    • rote Bögen: aromatische Kohlenwasserstoffe (an IR-Farbe erkennbar), durch Strahlung, Gravitation und Magnetfelder geformt
• Dunkelwolke im Sternbild Crux:
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  • Objekt	Dunkelwolke
    Sternbild	Crux
    Entfernung	einige 1000 LJ
    Teleskop	Herschel Space Observatory/PACS + SPIRE
    Spektralbereich	fernes IR

  • Farben im fernen IR

    • 70 µm	40 K	blau
      160 µm	18 K	grün
      250/350/500 µm	11 K - 6 K	rot

  • Erläuterungen
    • etwa 4 Vollmondgrößen im Durchmesser
    • optisch: Dunkelwolke, "Loch im Himmel ohne Sterne"
    • Gaswolken in turbulenter Bewegung durch Gravitation und Strahlung junger Sterne
• Hubble ultra deep field im IR:
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  • Objekt	entfernte Galaxien
    Sternbild	Fornax
    Entfernung	bis zu 13 Mrd. LJ
    Teleskop	Hubble Space Telescope/WFC3
    Spektralbereich	nahes IR

  • Expansion des Universums → Rotverschiebung
    • je weiter, desto roter, schließlich IR
    • → Aufnahme des Hubble-UDF im IR zeigt noch weiter entfernte Galaxien
    • schwächste Galaxien ca. 600 Mio. Jahre nach dem Urknall