miten Radiointerferometri vaikuttaa?

kysymys: kiersin juuri tänään VLA: n kaverin kanssa (molemmat olemme insinöörejä) ja kummatkin ihmettelimme, miten radioteleskoopit toimivat. Olemme uteliaita 25 sanan tai vähemmän tasolla, vastakohtana syvälle ja täydelle ymmärrykselle.

kamerat kuvaavat näkyvää valoa, tiettyä aluetta taivaalla, filmille tai CCD-sirulle. Toisin sanoen, paljon pikseleitä kaapataan kerralla.

radioteleskooppien luulisi kuvaavan vain yhden pikselin vain yhdellä taajuudella (per antenni). Eikö antennia pitäisi siirtää hieman saadaksesi toisen pikselin? Miten pitää array linjassa niin, että ne molemmat katsovat samaa tähteä / galaksia? Millaisen resoluution voi saada yhdestä lautasesta ja sitten myös kaikista niistä? Kiitos paljon! – Paul

vastaus: itse asiassa radioteleskoopit toimivat kahdella eri tavalla. Yksinkertaisin tapa tehdä tähtitieteellisiä mittauksia radioteleskoopilla on toimia erillisenä. Tässä tilassa radioteleskooppi kerää signaaleja avaruudesta aivan kuten yksittäinen optinen kaukoputki. Radioteleskoopin polttopisteeseen voidaan sijoittaa joko ilmaisin, jossa on yksi pikseli, tai ilmaisin, jossa on useita pikseleitä, samaan tapaan kuin CCD-ilmaisimet sijoitetaan optisten teleskooppien polttopisteisiin. Toinen tapa tehdä tähtitieteellisiä mittauksia radioteleskoopilla, mutta tällä kertaa tehdä erittäin korkean resoluution mittauksia, on kytkeä kaksi tai useampi niistä elektronisesti siten, että ne osoittavat samaan suuntaan taivaalle. Näin VLA toimii interferometriaksi kutsutun tekniikan avulla. Koska radioteleskoopin interferometri voi yhdistää kunkin antenniparin mittaukset samanaikaisesti, se voi tehdä hyvin korkean resoluution mittauksen radioteleskoopin polttotason tietystä pisteestä. Yhdistämällä monta antenniparia voidaan luoda kuva tietystä pisteestä taivaalla. Erittäin mukava kuvaus ja graafinen esitys siitä, miten radioteleskooppi interferometri toimii, on Brian Koberleinin sivulla ”miten interferometria toimii”. Graafinen, joka näyttää, miten radiointerferometrinen Kuva on rakennettu, on erityisen hieno kuvaus siitä, miten radiointerferometrisiä kuvia tehdään.

radiointerferometrillä saavutettava avaruudellinen erottelukyky on funktio siitä, kuinka pitkälle antenniryhmän antennit on sijoitettu. Koska antennit voidaan sijoittaa Maan halkaisijan suuruisiin separaatioihin (ja kauemmas radioteleskoopeilla kiertoradalla), voidaan saavuttaa jopa muutaman mikrokaarisekunnin mittaisia avaruustarkkuuksia. Tämä vertautuu niihin muutamiin millikaarisekunnin tarkkuuskuviin, joita optisilla ja infrapunateleskoopeilla voi saada. Yksittäisen radioteleskoopin saavuttama avaruudellinen erottelukyky on sen halkaisijan ja mittaustaajuuden funktio. Tyypillinen yhden antennin radioteleskooppi voi saavuttaa muutaman kaarisekunnin avaruustarkkuuden.

Jeff Mangum