電波干渉計はどのように機能しますか？

質問:今日、友人（私たち二人ともエンジニアです）とVLAを見学しましたが、私たち二人とも電波望遠鏡がどのように機能するのか疑問に思っていました。 私たちは、深く完全な理解とは対照的に、25語以下のレベルで好奇心が強いです。

カメラは、可視光、空の特定の領域、フィルムまたはCCDチップ上をキャプチャします。 つまり、一度に多くのピクセルがキャプチャされます。

電波望遠鏡は、（アンテナごとに）一つの周波数で一つのピクセルだけをキャプチャすると思います。 第二のピクセルを取得するには、アンテナをわずかに移動する必要はありませんか？ どのように配列を整列させて、両方が同じ星/銀河を見ているようにしますか？ あなたは一皿から、そしてそれらのすべてからどのような解像度を得ることができますか？ 非常にありがとう！ -ポール

答え：実際には、電波望遠鏡は二つの異なる方法で動作します。 電波望遠鏡が天文学的な測定を行うための最も簡単な方法は、それがスタンドアロンモードで動作することです。 このモードでは、電波望遠鏡は、単一の光学望遠鏡のように宇宙からの信号を収集します。 電波望遠鏡の焦点には、光学望遠鏡の焦点にCCD検出器を配置する方法と同じように、単一のピクセルまたは複数のピクセルを持つ検出器のいずれかを配置することができる。 電波望遠鏡で天文測定を行うための第二の方法ですが、今回は非常に高い解像度の測定を行うために、それらを空の同じ方向を指しながら電子的に これは、干渉法と呼ばれる技術を使用して、VLAがどのように機能するかです。 電波望遠鏡干渉計は、アレイ内の各対のアンテナからの測定を同時に組み合わせることができるので、電波望遠鏡の焦点面内の特定の点の非常に高解像測定を行うことができる。 アンテナの多くのペアを組み合わせることによって、空の特定の点の画像を作成することができます。 電波望遠鏡干渉計がどのように機能するかを示す非常に素晴らしい説明とグラフィックについては、Brian Koberleinの”How Does Interferometry Work”ページを参照してください。 電波干渉計の画像がどのように構築されているかを示すグラフィックは、電波干渉計の画像がどのように作られているかの特に素敵な説明です。

無線干渉計で達成できる空間分解能は、アレイ内のアンテナがどのように広く分離されているかの関数です。 地球の直径と同じ大きさの分離にアンテナを配置することができるので（軌道上の電波望遠鏡の場合はさらに遠い）、数マイクロ秒の高い空間分解能を達成することができる。 これは、光学望遠鏡や赤外線望遠鏡で得ることができる数ミリ秒の解像度の画像と比較しています。 単一の電波望遠鏡が達成できる空間分解能は、その直径と測定が行われる周波数の関数です。 典型的な単一アンテナ電波望遠鏡は、数秒角の空間分解能を達成することができる。

ジェフ-マンガム