L'astronomia ha un punto cieco nell'area della radiazione del lontano infrarosso rispetto alla maggior parte delle altre lunghezze d'onda. Un telescopio spaziale nel lontano infrarosso può utilizzare la sua piena sensibilità solo con uno specchio raffreddato attivamente a temperature inferiori a 4 Kelvin (-269 ℃). Un tale telescopio non esiste ancora, motivo per cui ci sono stati pochi investimenti a livello mondiale nello sviluppo dei rivelatori corrispondenti.

Nel 2004, SRON ha deciso di interrompere questo ciclo e investire nello sviluppo di Kinetic Inductance Detectors (KID). Ora, i ricercatori di SRON e TU Delft hanno raggiunto la massima sensibilità possibile, paragonabile a sentire il calore di una candela sulla luna dalla Terra. Il loro studio appare in Astronomy &Astrophysics il 6 settembre.

Negli ultimi anni siamo stati viziati dalle immagini più belle dei telescopi che lavorano con i raggi X, l'infrarosso, la radio e la luce visibile. Per citarne alcuni:l'immagine del buco nero in M87, l'Hubble Extreme Deep Field o l'immagine del bambino di un sistema planetario. Ma in un'area di lunghezza d'onda, l'astronomia è relativamente cieca:il lontano infrarosso, specialmente a lunghezze d'onda comprese tra 300 μm e 10 μm.

L'atmosfera terrestre blocca la maggior parte di questa radiazione per i telescopi terrestri, mentre i telescopi spaziali hanno spesso una temperatura tale da accecare i loro rivelatori con la radiazione del lontano infrarosso che emettono essi stessi. Con così tanto rumore, c'è poco incentivo a destinare ingenti somme di denaro allo sviluppo di rivelatori a infrarossi lontani più sensibili. E con la mancanza di rivelatori sensibili, i governi non assegneranno fondi a telescopi silenziosi super-raffreddati.

Svolta

All'inizio di questo secolo, SRON ha deciso di rompere gli schemi e investire nello sviluppo di rivelatori di induttanza cinetica (KID). Quella decisione ora sta dando i suoi frutti. Insieme alla TU Delft, i ricercatori SRON hanno quasi perfezionato la tecnologia rendendola abbastanza sensibile da vedere la radiazione di fondo permanente dell'universo.

"Una sensibilità ancora più elevata non avrebbe alcuna utilità", afferma Jochem Baselmans (SRON/TU Delft). "Perché sarai sempre limitato dal rumore della radiazione di fondo dell'universo. Quindi la nostra tecnologia fornisce ai costruttori di telescopi come la NASA e l'ESA rivelatori nel lontano infrarosso il più sensibile possibile. Vediamo già due proposte presentate alla NASA per un super-raffreddato telescopio. Quelli sono molto più costosi dei telescopi relativamente caldi, ma i nostri KID ne valgono la pena."

Divario terahertz

I KID aiutano l'astronomia a colmare il divario di terahertz, che prende il nome dalla frequenza della luce del lontano infrarosso. Gli astronomi ora stanno perdendo la luce prodotta dalle stelle nel lontano e giovane universo, lasciando un vuoto nella nostra conoscenza dell'evoluzione stellare. Inoltre, il divario di terahertz è un'opportunità unica per gli astronomi avventurosi di immergersi nell'ignoto.

"Non sai cosa non sai. L'Hubble Deep Field è stato creato puntando il telescopio Hubble verso un pezzo di cielo nero come la pece con apparentemente nulla in esso. Successivamente, migliaia di galassie sono emerse, da un'area più piccola dell'uno per cento della luna piena", afferma Baselmans.

La sensibilità che i ricercatori hanno raggiunto con i loro KID può essere meglio descritta da un'ipotetica candela sulla luna. Immagina di stare sulla Terra, o di fluttuare appena sopra l'atmosfera, e di alzare la mano per sentire il calore della candela. Sembra un esercizio inutile? Non per un BAMBINO. È anche dieci volte più sensibile di così. Con un tempo di integrazione di un secondo, un KID può rilevare fino a 3*10 ^-20 watt. + Esplora ulteriormente

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