jak działa interferometr radiowy?

pytanie: właśnie odwiedziłem VLA dzisiaj z przyjacielem (obaj jesteśmy inżynierami) i oboje zastanawialiśmy się, jak działają radioteleskopy. Jesteśmy ciekawi poziomu 25 słów lub mniej, w przeciwieństwie do głębokiego i pełnego zrozumienia.

kamery rejestrują światło widzialne, określony obszar nieba, na filmie lub chipie CCD. Innymi słowy, wiele pikseli jest przechwytywanych na raz.

radioteleskopy, myślę, że przechwyciłyby tylko jeden piksel na jednej częstotliwości (na antenę). Aby uzyskać drugi piksel, nie musiałbyś lekko przesunąć anteny? Jak utrzymać układ tak, aby oboje patrzyli na tę samą gwiazdę / galaktykę? Jaką rozdzielczość można uzyskać z jednego dania, a następnie wszystkich z nich? Dziękuję bardzo! – Paweł

odpowiedź: w rzeczywistości radioteleskopy działają na dwa różne sposoby. Najprostszym sposobem wykonywania pomiarów astronomicznych przez radioteleskop jest praca w trybie autonomicznym. W tym trybie radioteleskop zbiera sygnały z kosmosu tak jak pojedynczy teleskop optyczny. W punkcie ogniskowym radioteleskopu można umieścić detektor o pojedynczym pikselu lub detektor o wielu pikselach, podobnie jak w przypadku detektorów CCD w punktach ogniskowych teleskopów optycznych. Drugim sposobem wykonywania pomiarów astronomicznych za pomocą radioteleskopu, ale tym razem bardzo wysokiej rozdzielczości, jest połączenie dwóch lub więcej z nich elektronicznie, mając je skierowane w tym samym kierunku nieba. W ten sposób działa VLA, wykorzystując technikę zwaną interferometrią. Ponieważ interferometr radioteleskopowy może łączyć pomiary z każdej pary anten w tablicy jednocześnie, może dokonać bardzo wysokiej rozdzielczości pomiaru określonego punktu w płaszczyźnie ogniskowej radioteleskopu. Łącząc wiele par anten można stworzyć obraz określonego punktu na niebie. Aby uzyskać bardzo ładny opis i grafikę pokazującą, jak działa interferometr radioteleskopowy, zobacz stronę Briana Koberleina „How Does Interferometry Work”. Grafika, która pokazuje, jak zbudowany jest obraz interferometru radiowego, jest szczególnie ładnym opisem tego, w jaki sposób powstają radiowe obrazy interferometryczne.

rozdzielczość przestrzenna, którą można uzyskać za pomocą interferometru radiowego, jest funkcją tego, jak szeroko rozmieszczone są anteny w tablicy. Ponieważ anteny możemy umieszczać na odległościach tak dużych jak średnica Ziemi (i dalej dla radioteleskopów na orbicie), można osiągnąć rozdzielczość przestrzenną nawet w kilku mikrosekundach łuku. Porównuje to do kilku obrazów o rozdzielczości milisekundy łuku, które można uzyskać za pomocą teleskopów optycznych i podczerwieni. Rozdzielczość przestrzenna, jaką może osiągnąć pojedynczy radioteleskop, zależy od jego średnicy i częstotliwości, z jaką wykonywane są pomiary. Typowy radioteleskop z pojedynczą anteną może osiągnąć rozdzielczość przestrzenną kilku sekund łuku.

Jeff Mangum