Un telescopio a infrarossi è uno che esamina la radiazione infrarossa (IR) emessa dai corpi astronomici. La radiazione infrarossa è una parte dello spettro elettromagnetico tra la luce visibile e le microonde. Questa parte dello spettro può essere approssimativamente suddivisa nelle lunghezze d’onda dell’infrarosso vicino più corte e dell’infrarosso più lungo. I telescopi ottici tradizionali sono in grado di effettuare osservazioni nel vicino IR. I telescopi a infrarossi appositamente progettati vengono solitamente utilizzati per osservare nelle lunghezze d’onda del lontano IR.
Esistono tre tipi generali di telescopi a infrarossi, differenziati in base a dove vengono utilizzati. I telescopi a infrarossi terrestri si trovano ad alta quota in climi aridi. La radiazione infrarossa è meno energetica della luce visibile ed è particolarmente soggetta ad essere assorbita dal vapore acqueo atmosferico. Poche radiazioni IR lontane attraversano l’atmosfera. Il James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) è un telescopio a infrarossi costruito presso l’Osservatorio di Mauna Kea nelle Hawaii a un’altitudine di 13,425 piedi (4092 m).
I telescopi a infrarossi trasportati dall’aria si elevano al di sopra di una parte maggiore dell’atmosfera terrestre. In origine, questi sono stati trasportati in alto in mongolfiera. Le versioni attuali sono equipaggiate all’interno dei corpi degli aerei a reazione. L’Osservatorio stratosferico per l’astronomia a infrarossi (SOFIA) è integrato nel corpo di un Boeing 747. Questo dispositivo è dotato di uno specchio primario di 9 piedi (2.7 m).
Il dispiegamento di telescopi a infrarossi nello spazio elimina il problema dell’assorbimento atmosferico. L’Infrared Astronomical Satellite (IRAS) è stato il primo telescopio spaziale a rilevare il cielo a lunghezze d’onda infrarosse. Un telescopio IR spaziale più recente è stato il Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE). È stato lanciato nel 2009 ed è rimasto in servizio fino al 2011. I telescopi a infrarossi spaziali in genere hanno una vita utile breve perché i refrigeranti necessari si esauriscono rapidamente.
Al centro di ciascuno di questi sistemi c’è uno specchio astronomico utilizzato per raccogliere la radiazione e rifletterla in un punto di osservazione. Vari strumenti possono essere utilizzati nell’osservazione, i più comuni sono una telecamera a infrarossi e rilevatori di infrarossi a stato solido. Una delle maggiori sfide nella progettazione e realizzazione di un telescopio a infrarossi è il problema del raffreddamento. La strumentazione deve essere raffreddata entro pochi gradi dallo zero assoluto. A temperature più calde, la radiazione del telescopio stesso interferisce con l’osservazione.
Lo scopo dell’osservazione nel lontano IR è di rivelare ciò che non può essere visto alla luce visibile. Nubi di polvere e gas nelle nostre galassie e in quelle vicine emettono radiazioni IR lontane. I vivai stellari possono essere rilevati dal calore delle protostelle in contrazione prima che inizino a emettere luce visibile. I telescopi a infrarossi estendono la nostra vista oltre le lunghezze d’onda visibili, proprio come i radiotelescopi la estendono oltre l’infrarosso.