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태양계의 행성, 별, 성운, 은하 등 여러 종류의 천체는 전자기 스펙트럼의 적외선 파장대역인 1~1,000㎛(1㎛〓10^－6m)에서 에너지를 방출한다. 적외선 천문학의 기법을 이용해 천문학자들은 이러한 천체에서 방출되는 광학적 파장대역의 빛이 중간에 있는 티끌 입자에 의해 가려지기 때문에 지구에서 볼 수 없었던 수많은 천체를 조사할 수 있었다.

적외선 천문학의 기원은 1800년대초 태양빛을 연구하는 동안 적외선의 존재를 발견한 영국의 천문학자 윌리엄 허셜 경의 연구까지 거슬러 올라간다. 항성체(恒星體)에 대한 최초의 체계적인 관측은 1920년대 미국의 천문학자 W. W. 코브렌츠, 에디슨 페티트, 세스 B.니콜슨이 했다.

검출장치 그 자체에서 방출되는 적외선 복사에 의한 방해를 제거하는 저온성 검출장치와 지상 망원경용 특수 간섭 필터의 사용과 같은 현대의 적외선 기법은 1960년대초에 도입되었다. 1960년대말 미국의 게리 노이게바우어와 로버트 레이턴은 2.2㎛의 비교적 짧은 적외선 파장으로 하늘을 조사하여 북반구 하늘에서만 약 2만 개에 달하는 적외선원(赤外線源)을 발견했다. 그이후에는 기구·로켓·우주선(宇宙船) 등이 35~350㎛의 적외선 파장대역을 관측하기 위해 사용되었다. 이러한 파장대역에서의 복사는 대기 중에 있는 수증기에 의해 흡수되므로 망원경과 분광기(分光器)는 적외선을 흡수하는 분자들이 있는 곳보다 더 높은 고도에서 사용되어야 한다. 카이퍼 에어본 천문대와 같은 특수한 기기를 설치한 고공 비행기는 마이크로파 파장대역 근처의 적외선을 관측하기 쉽게 설계되었다.

1983년 1월 미국은 영국·네덜란드와 공동으로 적외선천문위성(IRAS)을 발사했는데, 이 무인 궤도천문대에 적외선대역인 8~100㎛의 파장에 민감한 구경 22in(인치) 적외선망원경을 설치하여 이 파장에서 예측하지 못한 수많은 것을 발견했다. 이들 중 가장 중요한 발견은 직녀성·포말하우트, 그리고 몇몇 다른 별 등의 주위를 감싸고 있는 고체 파편의 구름이며, 이것의 존재는 태양계와 비슷한 행성계(行星系)의 형성을 강하게 시사하고 있다. 다른 중요한 발견은 새로운 별이 생성되고 있는 다양한 성간 가스, 티끌구름이 있으며, 1983TB라고 이름 붙여진 천체는 쌍둥이자리 유성우(Geminids)라고 알려진 유성체 무리의 모체일 것으로 생각된다.