cum funcționează un interferometru Radio?

întrebare: tocmai am vizitat VLA astăzi cu un prieten (amândoi suntem ingineri) și amândoi ne întrebam cum funcționează radiotelescoapele. Suntem curioși la nivelul de 25 de cuvinte sau mai puțin, spre deosebire de o înțelegere profundă și deplină.

camerele captează lumina vizibilă, o anumită zonă a cerului, pe film sau pe un cip CCD. Cu alte cuvinte, o mulțime de pixeli sunt capturați simultan.

Radiotelescoapele, cred, ar capta doar un pixel la o singură frecvență (pe antenă). Pentru a obține un al doilea pixel, nu ar trebui să mișcați ușor antena? Cum mențineți matricea aliniată astfel încât să se uite amândoi la aceeași stea/galaxie? Ce fel de rezoluție puteți obține de la un fel de mâncare și apoi de la toate? Multumesc foarte mult! – Paul

răspuns: de fapt, radiotelescoapele funcționează în două moduri diferite. Cel mai simplu mod pentru un telescop radio de a face măsurători astronomice este ca acesta să funcționeze într-un mod autonom. În acest mod, radiotelescopul colectează semnale din spațiu la fel ca un singur telescop optic. În punctul focal al radiotelescopului se poate plasa fie un detector cu un singur pixel, fie unul cu mai mulți pixeli, la fel ca modul în care se plasează detectoarele CCD în punctele focale ale telescoapelor optice. Al doilea mod de a face măsurători astronomice cu un telescop radio, dar de data aceasta pentru a face măsurători de rezoluție foarte mare, este de a conecta două sau mai multe dintre ele electronic, în timp ce le îndreptați în aceeași direcție a cerului. Acesta este modul în care funcționează VLA, folosind o tehnică numită interferometrie. Deoarece un interferometru cu telescop radio poate combina măsurători de la fiecare dintre perechile de antene dintr-o matrice simultan, poate face o măsurare de rezoluție foarte mare a unui anumit punct din planul focal al radiotelescopului. Prin combinarea mai multor perechi de antene se poate crea o imagine a unui anumit punct pe cer. Pentru o descriere foarte frumoasă și o grafică care arată cum funcționează un interferometru cu telescop radio, consultați pagina „Cum funcționează Interferometria” a lui Brian Koberlein. Graficul care arată modul în care este construită o imagine interferometrică radio este o descriere deosebit de frumoasă a modului în care sunt realizate imaginile interferometrice radio.

rezoluția spațială pe care o putem obține cu un interferometru radio este o funcție a cât de larg separate sunt plasate antenele din matrice. Deoarece putem plasa antene la separații la fel de mari ca diametrul Pământului (și mai departe pentru telescoapele radio pe orbită), se pot atinge rezoluții spațiale la fel de mari ca câteva micro-secunde de arc. Acest lucru se compară cu câteva imagini de rezoluție milli-arcsecond pe care le puteți obține cu telescoape optice și infraroșii. Rezoluția spațială pe care o poate atinge un singur telescop radio este o funcție a diametrului său și a frecvenței la care se fac măsurătorile. Un radiotelescop tipic cu o singură antenă poate atinge o rezoluție spațială de câteva secunde de arc.

Jeff Mangum