Fjerninfrarødt instrument til at kortlægge stjernedannelse i universet

Spørgsmål om hvordan og hvornår stjerner dannes fortsætter med at trække i menneskets nysgerrighed. Stjernedannelse er styret af tyngdekraft og varme. Tyngdekraften får molekylære skyer til at kollapse og til sidst danne stjerner og planetsystemer, men for at fuldføre processen, varme skal løbende fjernes fra skyen. Derfor, ioniseret kulstof og neutral oxygen - de to vigtigste kølemidler i det interstellare medium (ISM) - er de bedste indikatorer for stjernedannende områder. Ny teknologi er ved at blive udviklet, som vil gøre det muligt for rumbårne teleskoper at lave højopløselige multi-pixel kort over universet, som vil hjælpe videnskabsmænd med at forstå, hvorfor stjerne- og planetdannelse er almindelig i nogle områder af universet, mens andre regioner er i dvale.

Teknologien anvender avancerede Schottky-dioder, der gør det muligt for et rumteleskop at observere og kortlægge dybe rumområder. Schottky-dioderne arbejder ved de frekvenser, der kræves for at detektere ioniseret kulstof og neutral oxygen - henholdsvis 1,9 og 2,06 THz. Den mindste egenskab ved disse dioder er mindre end en mikron (et menneskehår er typisk 50 mikrometer i diameter).

Til dato, kun en enkelt-pixel modtager er blevet fløjet i rummet. Multipixel-teknologien, som NASA udvikler, gør det muligt at pakke titusinder og hundredvis af disse Schottky-dioder i metalkabinetter, som vil give forskerne mulighed for at kortlægge store områder af himlen samtidigt. I 2016 NASA-forskere demonstrerede det første 16-pixel kamera, der fungerede ved 1,9 THz. For at implementere multi-pixel THz-kameraer, udviklingsteamet undersøgte et koncept til emballering af dioderne i meget præcist bearbejdede tynde metalplader, som derefter stables. For at oprette en 16-pixel kilde, fem metalplader - hver omkring 5 mm tykke - skal bearbejdes meget præcist for at opnå en justeringstolerance bedre end 10 mikron.

Denne multi-pixel langt-infrarøde teknologi vil gøre det muligt for NASA-rumteleskoper at tage "billeder" af universet, der vil give videnskabsfolk mulighed for bedre at forstå de kemiske og fysiske processer, der er involveret i fødslen af ​​nye stjerner.

Nu hvor det første 16-pixel kamera er blevet demonstreret, NASA-teamet arbejder på at øge følsomheden og pixeltallet, så teknologien kan bruges på fremtidige NASA-rummissioner.