El potencial científico de Spitzer está anclado en cuatro principios físicos básicos que definen la importancia del infrarrojo en la investigación de fenómenos astrofísicos. La región infrarroja es parte del espectro electromagnético, y se extiende de 1 micra (cercano infrarrojo) a 200 micras (lejano infrarrojo). Los ojos humanos sólo son sensibles a la luz entre 0.4 y 0.7 micras.
Las observaciones Infrarrojas revelan los estados fríos de la materia
Los objetos sólidos en el espacio — desde el tamaño de un grano de polvo interestelar (de menos de una micra) hasta los planetas gigantes — tienen temperaturas que van de 3 a 1500 grados Kelvin (K). La mayoría de la energía irradiada por objetos en este rango de temperaturas se encuentra en el infrarrojo.
Crédito: UCSB/K.Kline
Las observaciones infrarrojas son por lo tanto de particular importancia en el estudio de medios a baja temperatura, como son las nubes interestelares con mucho polvo, donde las estrellas se están formando, así como las superficies heladas de los satélites planetarios y los asteroides.
Créditos: (izquierda) Howard McCallon, (derecha) NASA/2MASS/IPAC
Las observaciones Infrarrojas exploran el Universo Oculto
Los granos de polvo cósmico oscurecen partes del Universo, bloqueando la luz que llega de regiones críticas. Este polvo se vuelve transparente en el cercano infrarrojo, donde los observadores pueden estudiar regiones ópticamente invisibles como el centro de nuestra Galaxia (y de otras galaxias) y densas nubes donde las estrellas y los planetas están naciendo. Para muchos objetos, incluyendo las estrellas en regiones con mucho polvo, los núcleos galácticos activos e incluso galaxias enteras, la radiación visible abosorbida por el polvo y re-emitida en el infrarrojo constituye la mayor parte de su luminosidad.
Las observaciones Infrarrojas proporcionan acceso a muchas líneas espectroscópicas.
Crédito: ESA/ISO, SWS, A.F.M. Moorwood
Las bandas de emisión y absorción de virtualmente todas las moléculas y los sólidos se encuentran en el infrarrojo, donde pueden usarse para estudiar las condiciones físicas y químicas de ambientes relativamente fríos. Muchos átomos y iones tienen lineas espectrales en el infrarrojo, que pueden usarse para estudiar las atmósferas estelares y el gas interestelar, explorando regiones que son demasiado frías o con demasiado polvo para ser estudiadas en luz visible.
Las observaciones Infrarrojas estudian el Universo Jóven.
El corrimiento al rojo cósmico, que resulta de la expansión general de Universo, desplaza la energía inexorablemente hacia longitudes de onda largas, siendo el corrimiento proporcional a la distancia del objeto. Debido a la velocidad finita de la luz, los objetos con un gran corrimiento al rojo se observan según eran cuando el Universo era mucho más joven.
Crédito: NASA/HST/R. Williams
Como resultado de la expansión del Universo, la mayoría de la radiación óptica y ultravioleta emitida por las estrellas, las galaxias y los quasares desde el principio de los tiempos, ahora se encuentran en el infrarrojo. Cómo y cuándo los primeros objetos del Universo se formaron será esclarecido en gran parte gracias a las observaciones infrarrojas.
Aparte de unas estrechas ventanas en el infrarrojo cercano, toda la radiación infrarroja emitida por objetos celestes es absorbida por la atmósfera de la Tierra. Es por ello que es necesario el empleo de observatorios infrarrojos con gran sensibilidad, como Spitzer.
Fuente: NASA