Telescop radio

Telescoape radio la Observatorul de Astronomie Radio Mullard de lângă Cambridge

Un radiotelescop este un telescop care, spre deosebire de cele clasice care observă lumina vizibilă , este specializat în detectarea undelor radio emise de diferitele surse radio împrăștiate în jurul Universului, în general datorită unei antene parabolice mari sau a mai multor antene conectate. Domeniul astronomiei care se ocupă de banda radio se numește radioastronomie .

Descriere

Cel mai mare radiotelescop din lume este radiotelescopul rapid din China, cu un diametru de jumătate de kilometru, până la treizeci de terenuri de fotbal, depășește radiotelescopul Arecibo (300 m) din Puerto Rico .

Cel mai mare radiotelescop european este radiotelescopul Effelsberg , situat lângă Bad Münstereifel din Germania . Constă dintr-un paraboloid mare de 100 m în diametru și este unul dintre cele mai mari două radiotelescoape orientabile din lume (puțin mai mic decât radiotelescopul Green Bank din Virginia ). Telescopul Effelsberg poate fi rotit la 360 de grade printr-o șină circulară de 64 m diametru. Greutatea totală a structurii este 3 200 t . În doar 12 minute, telescopul se poate roti 360 ° orizontal, iar vasul poate fi înclinat în aproximativ 5 minute și jumătate. În acest fel este posibil să observăm întregul cer deasupra orizontului.

Zona parabolei, de aprox 7 850 m² , este important pentru detectarea semnalelor radio extrem de slabe, în timp ce diametrul mare permite obținerea unei puteri de rezoluție ridicate, adică cea mai mică distanță pe cer la care două obiecte diferite se pot vedea încă separate. La lungimea de undă a 1,3 cm, această rezoluție este de 35 de secunde de arc , care este de 2 ori mai mare decât cea a ochiului uman din vizibil. Poate fi folosit pentru a observa emisiile radio de la obiectele din cer în intervalul de lungimi de undă de la 90 cm până la 3,5 mm . Telescopul Effelsberg funcționează din 1972 și este administrat de Max-Planck-Institut für Radioastronomie.

Telescopul Effelsberg .

Metoda interferometrică

În 1974, Martin Ryle și Antony Hewish de la Universitatea din Cambridge au primit Premiul Nobel pentru inventarea interferometriei radioastronomiei, care utilizează o combinație de mai multe radiotelescoape, care pot fi utilizate ca o singură antenă „virtuală” mai mare. În zilele noastre, aproape toate radiotelescoapele folosesc tehnica interferometrică. Cel mai mare grup de radiotelescoape este Very Large Array (VLA) din Socorro ( New Mexico ), SUA . În 2008, telescopul ALMA din Chile ar trebui să-i smulgă recordul. În Italia există două radiotelescoape medii, în Medicina în Emilia-Romagna și Noto în Sicilia , ambele parabole simple cu diametrul de 32 m. În Medicina există și un radiotelescop mai mare , o serie de arcuri de parabolă dispuse de-a lungul a două brațe cu o lungime de 560 și 625 m. Un al treilea radiotelescop inaugurat și intrat în funcțiune în 2013 este radiotelescopul Sardinia format dintr-o singură farfurie cu un diametru de 64 m.

Dimensiunea tipică a unui radiotelescop cu parabolă este de 25 m. Zeci de astfel de telescoape radio sunt împrăștiate în întreaga lume.

Diametrul mare al acestor telescoape este necesar, deoarece emisiile radio de la corpurile cerești sunt foarte slabe. Astfel de dimensiuni mari ridică unele probleme constructive pentru structura care le susține, deoarece este neapărat foarte grea, dar în orice caz trebuie orientată și rotită spre orice parte a cerului. Arecibo este atât de mare încât parabola este ancorată la pământ și imobilă. În schimb, receptorul suspendat în centrul său se mișcă, dar gama sa limitată de mișcare limitează observațiile posibile la Arecibo la o bandă relativ îngustă în jurul ecuatorului ceresc .

Construcția antenelor este, în schimb, mai puțin dificilă decât s-ar putea părea, deoarece, la fel ca orice telescop, suprafața lor își poate permite să conțină erori nu mai mari decât o mică fracțiune din lungimea de undă observată. În timp ce pentru telescoapele optice acest lucru implică o precizie foarte mare (milionimi de milimetru ), pentru radiotelescoapele sunt uneori acceptabile erori de milimetri întregi. Unele, cum ar fi Arecibo, sunt chiar puternic perforate pentru a-și reduce greutatea: atâta timp cât găurile sunt mult mai mici decât lungimea de undă observată, observația nu va fi afectată. Crucea de Medicină nu este compusă dintr-o suprafață uniformă, ci dintr-o serie de șiruri trase, apropiate una de alta, din același motiv.

Very Large Array (VLA) în Socorro ( New Mexico , SUA) .

Slăbiciunea emisiilor radio cerești înseamnă că radiotelescoapele moderne sunt extrem de sensibile, datorită diametrului lor mare și a tehnologiei sofisticate a receptorului. Acest lucru face uneori observațiile problematice, deoarece interferențele terestre, provenind din surse radio artificiale mult mai puternice și mai apropiate, sunt „văzute” în locul obiectelor cerești. O luptă „politică” dezactivată este permanent în desfășurare între comunitatea astronomică și diferitele guverne din întreaga lume, pentru a păstra cel puțin o parte a spectrului radio de emisiile terestre omniprezente, dar greutatea economică a acesteia din urmă este în general preponderentă.

Radiotelescoapele pot observa multe tipuri de obiecte diferite: pulsarii radio sau quasarii sunt exemplele cele mai faimoase și spectaculoase, dar la fel de importante și posibile observații doar cu radiotelescoapele sunt cartarea hidrogenului (care ne permite să derivăm „geografia” noastră și alte galaxii foarte precis) și măsurarea abundenței diferitelor elemente și molecule în spațiu. Radiotelescoapele sunt, de asemenea, utilizate pentru sarcini precum comunicarea cu sondele spațiale care călătoresc în prezent și pentru măsurători privind mișcarea Pământului și a derivei continentale : lungimile de undă mari ale benzii radio facilitează compararea diferitelor telescoape radio împrăștiate în întreaga lume. observați aceeași sursă, atât live cât și întârziată, folosind observații înregistrate. Aceste comparații pot dezvălui mișcarea relativă a două radiotelescoape (și, prin urmare, a pământului de dedesubt) sau pot fi utilizate cu tehnici de interferometrie pentru a efectua observații cu radiotelescoape virtuale având un diametru egal cu distanța dintre radiotelescoapele utilizate efectiv, prin urmare în cazuri extreme 12 000 km .

Telescoapele radio sunt, de asemenea, folosite ocazional în căutarea semnalelor radio emise de ipotetice civilizații extraterestre (a se vedea proiectul SETI ).

Bibliografie

M.Hack, Radioastronomie . Descoperind un nou aspect al universului , Bari, Laterza, 1960.
M.Hack, Explorări radioastronomice , Torino, Boringhieri, 1964.