Apesar de no geral se chamar infravermelha à radiação electromagnética de maior comprimento que a da luz visível (400-700 nm) e mais curta que a da radiação de terahertz (100-1000 μm) ou das Micro-ondas (1-1000 mm), na astronomia costuma considerar-se como infravermelho o alcance entre 1 e 1000 micrómetros.
Este alcance subdivide-se, por sua vez, em 3 ou 4 intervalos:
Infravermelho próximo de 1 a 5 μm aproximadamente
Infravermelho médio de 5 a 25-40 μm
Infravermelho distante de 25-40 a 200-350 μm
Submilimétrico de 200-350 μm a 1 mm (que alguns incluem no alcance das ondas de rádio)
Esta subdivisão deve-se aos diferentes fenómenos físicos que são observáveis em cada um dos alcances, assim como nas distintas técnicas de observação e tecnologia de detetores empregues em cada um deles.
A atmosfera terrestre absorve a radiação proveniente de fontes astronómicas em quase todo o espectro infravermelho, exceptuando algumas janelas de transmissão atmosférica que transmitem parcialmente, além de emitirem intensamente no infravermelho, pelo que a observação no mesmo desde a terra requer técnicas que permitam eliminar a contribuição da atmosfera.
Devido ao facto da radiação infravermelha ser menos absorvida ou desviada pela poeira interestelar que a radiação de alcance de onda mais curta, é possível observar-se em infravermelho regiões que se mantêm ocultas pela poeira em luz visível ou ultravioleta.
Entre as regiões que são efectivamente mais estudadas em infravermelho estão:
Centro da Via Láctea
Regiões de formação estelar
As observações infravermelhas revelam os estados frios da matéria
Os objectos sólidos no espaço - desde o tamanho de um grão de poeira interestelar, de menos de um mícron, até aos planetas gigantes - têm temperaturas que vão de 3 a 1000 kelvins (K). A maioria da energia irradiada por objectos deste alcance de temperaturas encontra-se no infravermelho. As observações infravermelhas são assim de especial importância no de média a baixa temperatura, como são as nuvens interestelares com muita poeira, onde as estrelas se estão a formar, assim como as superfícies geladas dos satélites planetários e os asteróides.
As observações infravermelhas exploram o Universo oculto
Os grãos de poeira cósmica obscurecem partes do Universo, bloqueando a luz que chega de regiões críticas. Esta poeira fica transparente perto do infravermelho, onde os observadores podem estudar regiões opticamente invisíveis como o centro da nossa galáxia (e de outras galáxias) e densas nuvens onde as estrelas e os planetas estão a nascer. Para muitos objectos, incluindo as estrelas em regiões com muita poeira, os núcleos galácticos activos e até galáxias inteiras, a radiação visível absorvida pela poeira e reemitida no infravermelho constitui a maior parte da sua luminosidade.
As observações infravermelhas proporcionam acesso a muitas linhas espectroscópicas
As bandas de emissão e absorção de virtualmente todas as moléculas e sólidos encontram-se no infravermelho, onde podem ser usadas para estudas as condições físicas e químicas de ambientes relativamente frios. Muitos átomos e iões têm linhas espectrais no infravermelho, que podem ser usadas para estudar a atmosfera interestelar e o gás interestelar, explorando regiões que são demasiado frias ou com demasiada poeira para ser estudadas em luz visível.
As observações infravermelhas estudam o Universo jovem
O deslocamento ao vermelho cósmico, que resulta da expansão geral do Universo, desloca a energia inexoravelmente em direcção a comprimentos de ondas largas, sendo o deslocamento proporcional à distância do objecto. Devido à velocidade finita da luz, os objectos com um grande deslocamento ao vermelho observam-se como eram quando o Universo era muito mais jovem. Como resultado da expansão do Universo, a maioria da radiação óptica e ultravioleta emitida pelas estrelas, as galáxias e os quasares desde o princípio do tempo, encontram-se agora em infravermelho. Questões como quando e como os primeiros objectos do Universo foram formados serão esclarecidas em grande parte graças às observações infravermelhas.
Observatórios espaciais
Devido à transmissão da atmosfera no infravermelho estar limitada a algumas janelas, e a que a transparência depende da quantidade de vapor de água por que a luz tem que passar, os telescópios para observar em infravermelho devem guardar-se em locais secos e a uma altura elevada.
Entre os lugares onde estas condições são cumpridas estão Mauna Kea, no Havai, Estados Unidos, onde existe uma grande quantidade de telescópios, e Cerro Paranal, em Antofagasta, Chile, casa do VLT, Very Large Telescope da OES, Observatório Europeu do Sul.
Melhor ainda seria usar observatórios espaciais, que podem ver em regiões onde a atmosfera terrestre é completamente opaca. Entre as missões anteriores mais importantes encontram-se o IRAS e o Infrared Space Observatory. Hoje em dia destacam-se a câmara NICMOS no Telescópio espacial Hubble, e o Telescópio espacial Spitzer, lançado em 2003. Está previsto para os próximos anos o lançamento do Telescópio espacial James Webb e o Observatório Espacial Herschel, ambos focados no estudo do infravermelho.
