ეგრეთ წოდებული "ცივი" ასტრონომიული ობიექტების შესწავლა შესაძლებელია მათგან მოსული ინფრაწითელი გამოსხივების საშუალებით. ცივს უწოდებენ ციურ სხეულებს, რომელთა ტემპერატურა რამდენიმე ასეულ კელვინზე დაბალია. ასეთი ობიექტები მრავლადაა როგორც ახლო (ზოგიერთი პლანეტა), ისე შორეულ კოსმოსში (მაგალითად, ვარსკვლავთშორისი სივრცის მტვერი).

      დაკვირვებები ინფრაწითელ დიაპაზონში იძლევა ინფორმაციას ჩვენი გალაქტიკის ცენტრალური არის შესახებ, რომელიც, დიდი რაოდენობის შთანმთქმელი მტვრის არსებობის გამო, უხილავია ოპტიკურ დიაპაზონში. ინფრაწითელი გამოსხივება განსაკუთრებით ინტენსიურია კომპაქტური მკვრივი ბირთვის მქონე გალაქტიკებისთვის. ის ასევე დიდ ინფორმაციას იძლევა მზის სისტემის პლანეტებისა და სხვა ვარსკვლავთა პლანეტების – ეგზოპლანეტების – ატმოსფეროების შესახებ.

      ამერიკის კოსმოსური სააგენტო (NASA) აწარმოებს პროექტს "დიდი ობსერვატორიების პროგრამა" (Great Observatories Program), რომლის მიზანია გალაქტიკების, ვარსკვლავებისა და პლანეტების ჩამოყალიბების მექანიზმების შესწავლა. სხვადასხვა თანამგზავრებთან ერთად პროექტში ჩართულია ინფრაწითელ დიაპაზონში მომუშავე ორბიტული ტელესკოპი Spitzer-ი (SST). ეს არის ერთ-ერთი ყველაზე დიდი ინფრაწითელი ტელესკოპი სარკის დიამეტრით 0.85 მ.

      ევროპული კოსმოსური სააგენტოს თანამგზავრზე ISO (Infrared Space Observatory) დამონტაჟებულია ინფრაწითელი კამერა და გრძელტალღოვანი სპექტრომეტრი. ინფრაწითელი გამოსხივების საშუალებით, ზემოთ ჩამოთვლილი ციური ობიექტების გარდა, შეისწავლება კომეტები და საპლანეტათაშორისო სივრცეში არსებული მტვერი.

      2009 წლის მაისში ESA-მ გაუშვა ინფრაწითელი სპექტრის დიაპაზონის კოსმოსური ობსერვატორია Herschel-ი, რომელსაც სახელი დაარქვეს ინფრაწითელი გამოსხივების აღმომჩენის უილიამ ჰერშელის (Friedrich Wilhelm Herschel, 1738-1822) პატივსაცემად. Herschel-ის შესაძლებლობები ბევრად აღემატებოდა მის წინამორბედებს. ობსერვატორიის ერთ-ერთი ამოცანა ეგზოპლანეტების აღმოჩენა და შესწავლა იყო.

      ინფრაწითელ დიაპაზონში მომუშავე თანამგზავრებიდან ასევე აღსანიშნავია შვედური ODIN-ი (ოდინი – სკანდინავიური მითოლოგიის მთავარი ღმერთია). მასზე განთავსებულია აკუსტიკურ-ოპტიკური სპექტრომეტრი, რომელიც ვარსკვლავთშორის სივრცეში მიმდინარე ფიზიკურ-ქიმიური მოვლენების შესწავლის საშუალებას იძლევა.

      დედამიწის ატმოსფერო გამჭვირვალე აღმოჩნდა ინფრაწითელი გამოსხივების სიხშირეთა გარკვეული ინტერვალებისთვის, რომლებსაც ინფრაწითელი ფანჯრები ეწოდა. ერთ-ერთი ასეთი ფანჯარა ხილული სინათლის ტალღის სიგრძეთა უშუალო გაგრძელებაა: 0.65-1 მკმ. მაგრამ არსებობს ფანჯრები უფრო გრძელი ტალღებით ე.წ. ახლო (5 მკმ-მდე), შუა (25 მკმ-მდე) და შორეული (450 მკმ-მდე) ინფრაწითელი ფანჯრები. სიხშირეთა ამ ინტერვალებში ციური ობიექტების შესწავლა შესაძლებელია დედამიწის ზედაპირზე განლაგებული ტელესკოპების საშუალებითაც.

      ატმოსფერული ორთქლით ინფრაწითელი გამოსხივების შთანთქმის შესამცირებლად დანადგარები განთავსებულია მაღალმთიან პლატოებზე, რომლებიც მშრალი ჰავით ხასიათდება. თვით დეტექტორების მიერ წარმოქმნილი სითბური ფონის მინიმუმამდე დასაყვანად, მათ უკიდურესად დაბალ ტემპერატურებამდე აცივებენ. შესასწავლი ციური ობიექტის ინფრაწითელ გამოსხივებასთან ერთად რეგისტრირდება ატმოსფერული წარმოშობის ინფრაწითელი ფონიც, რომელსაც შემდგომ ითვალისწინებენ მონაცემთა დამუშავებისას. მიუხედავად გარემომცველი პირობებით გამოწვეული სირთულეებისა, დედამიწის ზედაპირზე განლაგებულ ინფრაწითელი გამოსხივების შემსწავლელ დანადგარებს გარკვეული უპირატესობა გააჩნია კოსმოსური მისიების დეტექტორებთან შედარებით. ესაა ტელესკოპების სარკეების დიდი ზომები, რომელთა საშუალებით შესაძლებელია უკეთესი ხარისხის გამოსახულების მიღება.

      დედამიწის ზედაპირზე განლაგებული ინფრაწითელ დიაპაზონში მომუშავე დანადგარების მაგალითებად გამოდგება 8.1 მ დიამეტრის სარკეების მქონე ტელესკოპების წყვილი Gemini. ჩრდილო Gemini შედის ჰავაის Mauna Kea-ს მთაზე განლაგებული ობსერვატორიების კომპლექსში (ზღვის დონიდან 4213 მ), ხოლო სამხრეთ Gemini მიეკუთვნება ჩილეს Cerro Pachón-ის ობსერვატორიების კომპლექს (2722 მ). შორეული ინფრაწითელი ფანჯრის დიაპაზონში მოქმედებს Mauna Kea-ს ობსერვატორიის კიდევ ერთი ტელესკოპი – JCMT (James Clerk Maxwell Telescope), რომლის სარკის დიამეტრი 15 მეტრია.

      ამ პოსტის ბოლოს გვინდა მოვიყვანოთ ინფრაწითელი ასტრონომიის კიდევ ერთი ამოცანა. კოსმოსური ობიექტების უმრავლესობა დედამიწას ძალიან დიდი სიჩქარით შორდება. ამიტომ, დოპლერის ეფექტის გამო, მათ მიერ ოპტიკურ დიაპაზონში გამოსხივებული სინათლე ხშირად გადაინაცვლებს ინფრაწითელ უბანში. ცხადია, რომ ამ გამოსხივების შესწავლაც ხდება ინფრაწითელი ასტრონომიის მეთოდებითა და ხელსაწყოებით.

      შენიშვნა: ნებისმიერი ობიექტის მოძრაობისას დამკვირვებლის მიერ მისი გამოსხივების სიხშირის აღქმა იცვლება. როცა ობიექტი დამკვირვებელს შორდება, სიხშირე მცირდება (წითელი წანაცვლება), ხოლო როცა უახლოვდება – სიხშირე იზრდება (იისფერი წანაცვლება). ამ მოვლენას დოპლერის ეფექტს უწოდებენ, ვინაიდან იგი ავსტრიელმა მათემატიკოსმა და ფიზიკოსმა ქრისტიან დოპლერმა (Christian Doppler, 1803-1853) აღმოაჩინა.

ულტრაიისფერი გამოსხივება

      ვარსკვლავები ენერგიის დიდ რაოდენობას ულტრაიისფერ დიაპაზონში ასხივებენ. ცნობილია, რომ ვარსკვლავები სხვადასხვა თაობებს მიეკუთვნება. ყოველი თაობა იქმნება წინა თაობის ვარსკვლავების აფეთქების შედეგად გამოტყორცნილი ნივთიერებისგან. ამიტომ ვარსკვლავთა ევოლუციის შესასწავლად მნიშვნელოვანია მათი გარემომცველი სივრცის ქიმიური შემადგენლობის ცოდნა. ამ არის სპექტრული მახასიათებლები კი ულტრაიისფერ დიაპაზონშიც ძევს. ვარსკვლავთშორისი სივრცე შეიცავს გაიშვიათებულ აირსა და მტვერს, რომელთა სიმკვრივე (10 ხარისხად -4 - 10 ხარისხად -6 ნაწილაკი/სმ.კუბი) მრავალი რიგით ჩამოუვარდება დედამიწის პირობებისთვის დამახასიათებელ და ჩვენთვის ჩვეულ ნივთიერებათა სიმკვრივეებს (მაგალითად, 10 ხარისხად 22 მოლეკულა/სმ.კუბ წყალში). ვარსკვლავთშორისი აირი იონიზებულ, ატომურ ან მოლეკულურ მდგომარეობაშია. მცირე სიმკვრივეების მიუხედავად ვარსკვლავთშორისი სივრცის აირი და მტვერი წარმოქმნიან უზარმაზარი ზომების "ღრუბლებს" – ნებულებს. ზოგიერთი ნებულა გარს ერტყმის ახალგაზრდა ვარსკვლავებს, რომელთა გამოსხივება ულტრაიისფერ დიაპაზონში კულმინირებს. ასეთი ნებულების აირი, შთანთქავს რა ენერგეტიკულ ულტრაიისფერ სხივებს, განიცდის იონიზაციას, ხოლო შემდგომში ელექტრონებთან რეკომბინაციის შედეგად ასხივებს ოპტიკურ დიაპაზონში.

      ვარსკვლავთშორისი სივრცის წარმონაქმნებს მიეკუთვნება აგრეთვე ბნელი მტვრის ღრუბლები. ასეთი ნებულები (ჯერ კიდევ) არ შეიცავენ მძიმე მასიურ ვარსკვლავებს. მათ შესაძლოა, თითქმის მთლიანად შთანთქან ხილული დიაპაზონის გამოსხივება და რადიო დიაპაზონის ტალღები გამოასხივონ. გარდა ამისა, მტვრის ნებულები მათზე დაცემული ხილული გამოსხივების გაბნევის გამო მოლურჯო იერს იღებენ, ვინაიდან მოკლე ცისფერი ტალღები უფრო ადვილად განიბნევა, ვიდრე გრძელი წითელი ტალღები. (ცის ფერს გაბნევის იგივე მექანიზმი იწვევს.)

      ულტრაიისფერი ასტრონომიის ერთ-ერთი აღმოჩენაა ვარსკვლავთშორის სივრცეში ე.წ. "ბუშტების" არსებობა. ასეთი ბუშტების ცენტრში ცხელი მასიური ვარსკვლავებია, რომლებიც ულტრაიისფერ დიაპაზონში ასხივებენ. ბუშტების პერიფერია კი ცივია და რადიოტალღების დიაპაზონში დაიმზირება. ჩვენი მზე განლაგებულია 100 პარსეკის (3×10 ხარისხად 14 კმ) ზომის ერთ-ერთ ასეთ ბუშტში, რომელიც სავარაუდოდ ზეახალი ვარსკვლავის აფეთქების შედეგად გაჩნდა.

      დედამიწის ატმოსფეროს მიერ შთანთქმის გამო ულტრაიისფერი გამოსხივება პრაქტიკულად ვერ აღწევს დედამიწის ზედაპირამდე. ამიტომ ის რეგისტრირდება მხოლოდ ხელოვნურ თანამგზავრებზე განთავსებული ხელსაწყოების საშუალებით.

      ქვემოთ მოყვანილია ინფორმაცია ულტრაიისფერ დიაპაზონში მოქმედი რიგი თანამგზავრების შესახებ.

      თანაამგზავრი SOHO (Solar and Heliospheric Observatory, ESSA) აფიქსირებს მზის გამოსხივების სხვადასხვა კომპონენტს, მზის სიღრმისეული ფენების რადიაციის ჩათვლით. ეს საშუალებას იძლევა, შესწავლილ იქნას ვარსკვლავთა სხვაადასხვაა ფენებს შორის ურთიერთქმედების მექანიზმები.

      ფრანგული თანამგზავრის COROT (COnvection ROtation and planetary Transits) საშუალებით მეცნიერები სწავლობეენ ვარსკვლავთა შიდა სტრუქტურას ვარსკვლავური სეისმოლოგის მეთოდით. თანამგზაავრიის კიდევ ერთი ამოცანაა ეგზოპლანეტების აღმოჩენაა და შესწავლა. მისი მეშვეობით უკვე ნაპოვნია რამდეენიმე ასეული ეგზოპლანეტა.

      NASA-ს თანამგზავრი GALEX (Galaxy Evolution Explorer) კოსმოსში გაყვანილ იქნა 2003 წლის აპრილში. მასზე განთავსებულიაა ულტრაიისფერი გამოსხივების მიმღები კომპლექსური აპარატურა.

      GALEX-იის საშუალებით მთელი რიგი მოულოდნელი ფაქტია აღმოჩენილი. მაგალითად, გაირკვა, რომ ელიფსური გალაქტიკეები, რომლებიც ოპტიკურიი დიაპაზონის მონაცემეებზე დაყრდნობით ყველაზეე ხაანდაზმულად ითვლებოდა, შეიცავს დიდი რაოდენობით ახალგაზრდა ვარსკვლავებს. აამის დასტურია მათი გამოსხივება ულტრაიისფერ დიაპაზონში, რომელიც მიუთითებს, რომ მათ წიიაღში აარ არის ძველი ვარსკვლავებისთვის დამახასიათებელიი მძიმეე ქიმიური ელემენტები. ცხადია, რომ ამ აღმოჩენაამ გარკვეულწილად შეცვალა ასტრონომების წარმოდგენა ვარსკვლავეებისა და გალაქტიიკების ევოლუციის შესახებ.