A observação no infravermelho longínquo e sub-milimétrico revela essencialmente a emissão de radiação por poeira a temperaturas relativamente baixas (dezenas de graus kelvin) que pode ser encontrada, por exemplo, no espaço interestelar e nas regiões de formação de estrelas. É também nesta região do espectro que muitas transições atómicas e moleculares (provenientes de gás com temperaturas até algumas centenas de graus kelvin) são reveladas. As observações nestes comprimentos de onda permitirão ao First efectuar contribuições importantes em diversos campos da astronomia. Os seus objectivos científicos incluem:
- espectroscopia de alta resolução de cometas e atmosferas dos planetas do Sistema Solar;
- estudo das condições físicas no espaço interestelar através de espectroscopia, procurando compreender melhor os processos físicos e químicos envolvidos na formação estelar e planetária. Virtualmente todos os estádios da formação de uma estrela (nomeadamente, colapso gravitacional de uma nuvem molecular, formação de núcleos densos, formação de uma proto-estrela rodeada por um disco de acreção e formação de proto-planetas) poderão ser estudados com o First;
- estudo detalhado da física e química do meio interestelar, tanto na nossa como em outras galáxias;
- levantamentos fotométricos sensíveis conducentes à investigação detalhada da formação e evolução de galáxias no Universo primitivo, com especial destaque para galáxias com formação estelar intensa (starbursts). A figura apresentada nesta página mostra a energia emitida, em função do comprimento de onda (do ultravioleta ao sub-milimétrico), por diversas classes de galáxias reveladas pelo IRAS. Note-se que em muitas galáxias a maior parte da emissão se dá no infravermelho. Este gráfico serve para mostrar uma das curiosidades relacionadas com a observação no sub-milimétrico (a região mais à esquerda do gráfico). Ao observar galáxias cada vez mais distantes, o seu brilho diminui, devido à distância (o equivalente a, se pensarmos em termos de energia observada em vez de emitida, deslocar as curvas para baixo no gráfico). Mas, o desvio para o vermelho que afecta as galáxias distantes provoca um deslocamento na distribuição espectral de energia observada no sentido de comprimentos de onda cada vez maiores (deslocamento das curvas para a esquerda). Ou seja, o pico de emissão de uma galáxia rica em poeira (que se situa no infravermelho) desloca-se progressivamente na direcção do sub-milimétrico, compensando, nesta região do espectro, a diminuição de brilho devida ao aumento de distância. O potencial para a detecção de galáxias extremamente distantes é enorme, o que constitui uma das maiores expectativas da observação nestes comprimentos de onda.
Fig. A distribuição espectral de energia de galáxias reveladas pelo IRAS, desde o ultravioleta (região mais à direita) até ao sub-milimétrico (esquerda) (figura adaptada de Sanders & Mirabel, An. Rev. A. & A., 1996, 34:749).JMA