Hur fungerar en Radiointerferometer?

fråga: jag turnerade just VLA idag med en vän (vi båda är ingenjörer) och vi båda undrade hur radioteleskop fungerar. Vi är nyfikna på 25-ord-eller-mindre nivå, i motsats till en djup och full förståelse.

kameror fångar synligt ljus, ett visst område av himlen, på film eller ett CCD-chip. Med andra ord fångas många pixlar på en gång.

radioteleskop, skulle jag tro, skulle bara fånga en pixel vid endast en frekvens (per antenn). För att få en andra pixel, skulle du inte behöva flytta antennen något? Hur håller du matrisen i linje så att de båda tittar på samma stjärna/galax? Vilken typ av upplösning kan du få från en maträtt och sedan också alla? Tack så mycket! – Paul

svar: faktum är att radioteleskop fungerar på två olika sätt. Det enklaste sättet för ett radioteleskop att göra astronomiska mätningar är att det ska fungera i fristående läge. I detta läge samlar radioteleskopet signaler från rymden precis som ett enda optiskt teleskop. Vid radioteleskopets kontaktpunkt kan man placera antingen en detektor med en enda pixel eller en med flera pixlar, ungefär som hur man placerar CCD-detektorer vid kontaktpunkterna för optiska teleskop. Det andra sättet att göra astronomiska mätningar med ett radioteleskop, men den här gången för att göra mycket högupplösta mätningar, är att ansluta två eller flera av dem elektroniskt medan de pekar i samma riktning mot himlen. Så här fungerar VLA genom att använda en teknik som kallas interferometri. Eftersom en radioteleskopinterferometer kan kombinera mätningar från vart och ett av antennparen i en matris samtidigt kan den göra en mycket högupplöst mätning av en specifik punkt i radioteleskopets fokalplan. Genom att kombinera många par antenner kan man skapa en bild av en viss punkt på himlen. För en mycket fin beskrivning och grafik som visar hur en radioteleskopinterferometer fungerar, se Brian Koberleins ”How Does Interferometry Work” – sida. Grafiken som visar hur en radiointerferometerbild byggs upp är en särskilt fin beskrivning av hur radiointerferometriska bilder görs.

den rumsliga upplösningen som man kan uppnå med en radiointerferometer är en funktion av hur vitt åtskilda antennerna i matrisen är placerade. Eftersom vi kan placera antenner vid separationer så stora som jordens diameter (och längre för radioteleskop i omlopp) kan man uppnå rumsliga upplösningar så höga som några mikrobågsekunder. Detta kan jämföras med de få milli-arcsecond upplösning bilder som man kan få med optiska och infraröda teleskop. Den rumsliga upplösningen som ett enda radioteleskop kan uppnå är en funktion av dess diameter och frekvensen vid vilken mätningarna görs. Ett typiskt radioteleskop med en antenn kan uppnå en rumslig upplösning på några bågsekunder.

Jeff Mangum