Infrarossa (radiazione)

Lo spettro elettromagnetico

Radiazione elettromagnetica compresa tra le lunghezze d'onda di circa 7.500 e 100.000 ångström. La regione inferiore di questo intervallo dello spettro, è nota come vicino infrarosso e confina con la radiazione visibile, quella superiore nota come lontano infrarosso, confina con le microonde.

La sua scoperta avviene nel 1800 quando, nel corso di un esperimento volto allo studio degli effetti termici della luce solare, l'astronomo inglese Sir William Herschel fece passare un raggio di Sole attraverso un prisma, per scinderne la luce nello spettro caratteristico. Muovendo un termometro lungo lo spettro, riuscì a misurare l'effetto termico della radiazione solare nei vari colori, partendo dalla regione del blu verso la regione del rosso. Herschel scoprì che proseguendo nello spostamento dello strumento oltre la regione rossa dello spettro, dove non c'è luce visibile, il riscaldamento del termometro continuava. Si scoprì così una nuova regione dello spettro elettromagnetico: quella dell'infrarosso.

Tutta la materia che ci circonda è composta da atomi in continua vibrazione. Questi atomi, o le particelle cariche, vibrando generano onde elettromagnetiche. Gli atomi degli oggetti molto caldi vibrano a frequenze maggiori, generando fotoni ad energie elevate. Più è alta (o più bassa) la temperatura di un oggetto, maggiore (o minore) sarà la lunghezza d'onda a cui viene irradiata la maggior parte dell'emissione termica (Legge di Wien). Il Sole per esempio, emette fotoni ad alta energia con lunghezze d'onda sufficientemente corte da poter essere osservati dall'occhio umano (0.4 - 0.6 µm). Per essere visibili all'occhio umano, i corpi devono emettere una quantità di fotoni nella radiazione visibile sufficienti o riflettere una quantità sufficiente di luce da una sorgente come il Sole, un lampione stradale o una torcia.

Così come i telescopi per raggi gamma osservano oggetti celesti estremamente caldi che emettono radiazioni a lunghezza d'onda particolarmente corte, esaminando con particolari telescopi il cielo nella radiazione infrarossa è possibile osservare quegli oggetti celesti che sono troppo freddi per emettere luce visibile dall'occhio umano. Per fortuna, le lunghezze d'onda infrarosse sono così lunghe che i suoi fotoni riescono ad attraversare le nubi di polvere interstellare che oscurano le nostre osservazioni ad altre lunghezze d'onda.

L'astronomia nell'infrarosso quindi, è un'eccellente via per rilevare la presenza di oggetti freddi come pianeti, stelle fredde, nubi protostellari, comete e galassie, così come per sondare il centro della nostra Via Lattea e nuovi oggetti ai confini dell'universo. Il vuoto dello spazio è il luogo ideale per le osservazioni a queste lunghezze d'onda. Nell'atmosfera terrestre ci sono alcune "finestre" attraverso le quali può entrare la radiazione infrarossa ma il vapore acqueo ed altri gas assorbono la maggior parte della radiazione. Inoltre, tutta la materia calda che ci circonda, atmosfera inclusa, emette radiazione infrarossa in misura maggiore di quella ricevuta dalle deboli emissioni celesti. Osservare un oggetto celeste nel cielo infrarosso di notte da terra equivarebbe a cercare di osservare le stelle alla luce del giorno.

Così, dopo i palloni sonda, è stata la volta degli osservatori aviotrasportati come il Kuiper Airborne Observatory, poi dei satelliti, come l'anglo-tedesco-americano IRAS (Infrared Astronomical Satellite) negli anni 19883-84, l'americano COBE, l'euroamericano ISO (Infrared Spatial Observatory) lanciato nel 1995.

Per le osservazione effettuate con telescopi terrestri installati sulla sommità delle montagne, di particolare rilevanza le osservazioni effettuate dall'UKIRT (United Kingdom Infra-Red Telescope) mentre ha già dato interessanti risultati il nuovo strumento NICMOS (Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer) a bordo dell'Hubble Space Telescope.

Altri siti di interesse per lo studio dell'astronomia infrarossa:

by M.F. - (Mario.F@mclink.it)