Отваря главното меню

Радиоастрономията е под дял на астрономията, който изучава на астрономичните явления и небесните обекти чрез измерване на характеристиките на радиовълните, излъчвани при физичните процеси в космоса.[1] Радиовълните имат значително по-голяма дължина от светлинните вълни. За получаване на добър сигнал, в радиоастрономията се използват големи антени или обединения от по-малки антени работещи заедно (Very Large Array край Сокоро, Ню Мексико е пример за това). Повечето телескопи използват параболични чинии, за да отразят вълните към приемник, който улавя и усилва сигнала в използваеми данни. Това позволява на астрономите да видят даден регион от радио-небето. Ако изследват няколко застъпващи се района от небето, те могат да сглобят негова пълна картина. Радиоастрономията е сравнително ново поле на астрономическите изследвания.

Първото регистриране на радиовълни от астрономически обект е през 1932 г., когато Карл Янски от Лаборатории „Бел“ наблюдава радиация, идваща от Млечния път. Последвалите наблюдения идентифицират редица различни източници на радио излъчване. Те включват звезди и галактики, както и чисто нови класове обекти, като радиогалактики, квазари и пулсари. Откриването на космическото микровълново фоново лъчение, считано за доказателство за теорията на Големия взрив, е направено чрез радиоастрономия.

Радиоастрономията се провежда с помощта на големи радио антени, наричани радиотелескопи, които се използват както поединично така и свързани с други радиотелескопи, използващи радиоинтерферометрия. Използването на интерферометрия позволява на радиоастрономите да постигнат висока ъглова разделителна способност, тъй като разделителната способност на един интерферометър се определя от разстоянието между неговите компоненти, а не от размера им.

ИсторияРедактиране

Преди Янски да наблюдава Млечния път през 30-те години на миналия век, физиците спекулират, че радиовълните могат да се наблюдават от астрономически източници. През 1860-те години уравненията на Джеймс Клерк Максуел показват, че електромагнитното излъчване е свързано с електричество и магнетизъм и може да съществува на всяка дължина на вълната. Правени са няколко опита за откриване на радиоизлъчване от Слънцето, включително експеримент на немските астрофизици Йоханес Вилзинг и Юлиус Шайнер през 1896 г. чрез апарат измерващ радиация на сантиметрова вълна, създаден от Оливър Лодж между 1897 и 1900 г. Тези опити не успяват да открият емисии поради техническите ограничения на инструментите. Откриването на радиоотразяващата йоносфера през 1902 г. кара физиците да заключат, че слоят ще отрази всяко астрономическо радиоизлъчване обратно в космоса, правейки го ненаблюдаемо.

Карл Янски открива първия астрономически радиоизточник в началото на 30-те години. Като инженер в Лаборатории „Бел“, той изследва статични шумове, които пречат на късовълновите трансатлантически гласови предавания. Използвайки голяма насочена антена, Янски отбелязва, че неговата аналогова система за запис с писец и хартия регистрира повтарящ се сигнал с неизвестен произход. Тъй като сигналът достига пик на всеки 24 часа, първоначално Янски подозира, че източникът на намесата е Слънцето, пресичащо гледката на насочената му антена. Продължителният анализ му показва, че източникът не следва точно 24-часовия дневен цикъл на Слънцето, а вместо това се повтаря на 23-часов и 56-минутен цикъл. Янски обсъжда озадачаващите явления със своя приятел, астрофизик и учител Алберт Мелвин Скелет, който посочва, че времето между пиковете на сигнала е точната продължителност на т.нар. звезден ден; времето, което отнема на „фиксираните“ астрономически обекти, като например звезди, да преминат пред антената всеки път, когато Земята се върти[2]. Сравнявайки наблюденията си с оптични астрономически карти, Янски в крайна сметка стига до заключението, че източникът на радиация е достигнал своя връх, когато антената му е била насочена към най-плътната част на Млечния път в съзвездието Стрелец. [3] Той заключава, че тъй като Слънцето (и следователно и другите звезди) не са големи източници на радио шум, странното радиосмущение може да се генерира от междузвезден газ и прах в галактиката. (Връхният радиоизточник на Янски, един от най-ярките в небето, е наречен Стрелец А през 50-те години на миналия век и вместо да бъде галактически „газ и прах“, е създадена хипотеза, че излъчва електрони в силно магнитно поле. Сегашното мислене е че това са йони в орбита около масивна Черна дупка в центъра на галактиката в точка, сега определена като Стрелец А *. Звездичката показва, че частиците в Стрелец А са йонизирани.)[4][5] Янски обявява откритието си през 1933 г. Той иска да проучи по-подробно радиовълните от Млечния път, но Bell Labs го пренасочват към друг проект, така че той не работи повече в областта на астрономията. Неговите пионерски усилия в областта на радиоастрономията са оценени чрез назоваването на негово име на основната единица за спектралната плътност на поток на излъчване – jansky (Jy)

Гроте Ребер се вдъхновява от работата на Янски и построява параболичен радиотелескоп с диаметър 9 м в задния си двор през 1937 г. Той започва с повторение на наблюденията на Янски и след това провежда първото изследване на небето с радиочестоти. На 27 февруари 1942 г. Джеймс Стенли Хей, изследовател на британската армия, прави първото откриване на радиовълни, излъчвани от Слънцето. По-късно същата година Джордж Кларк Саутуоърт, в Bell Labs като Янски, също открива радиовълни от Слънцето. И двамата изследователи работят с охрана на радиолокатора през военното време, така че Ребер, който не е задължен да пази тайни се възползва и пръв публикува своите констатации през 1944 г. Няколко души независимо откриват слънчеви радиовълни, включително Е. Шот в Дания и Елизабет Александър, работещи на остров Норфолк.

Телескопът на Робърт С. Бърд, Green Bank (GBT) в Западна Вирджиния, Съединените щати е най-големият напълно управляем радио телескоп в света.

В университета в Кеймбридж, където се провеждат йоносферни изследвания по време на Втората световна война, Дж. Ратклиф, заедно с други членове на изследователското звено за далекосъобщения, извършват проучвания на радари във военно време, създадват група за радиофизика в университета, където се наблюдават и изучават емисиите на радиовълни от Слънцето.

Това ранно проучване скоро се разклонява в наблюдението на други небесни радиоизточници и са въведени техники на интерферометрия за изолиране на ъгловия източник на откритите емисии. . Групата за радиоастрономия в Кеймбридж през 50-те години на миналия век основава обсерваторията за радиоастрономия Мълард близо до Кеймбридж.

ИзточнициРедактиране

  1. Курильчик В. Н.. Радиоастрономия. // Физика космоса: Маленькая энциклопедия. 2. Москва, Советская энциклопедия, 1986. с. 533.
  2. „World of Scientific Discovery on Karl Jansky“. Retrieved 2010-04-09.
  3. Jansky, Karl G. (1933). „Radio waves from outside the solar system“. Nature. 132 (3323): 66. Bibcode:1933Natur.132...66J. doi:10.1038/132066a0
  4. Belusević, R. (2008). Relativity, Astrophysics and Cosmology: Volume 1. Wiley-VCH. p. 163. ISBN 978-3-527-40764-4.
  5. Gillessen, S.; Eisenhauer, F.; Trippe, S.; et al. (2009). „Monitoring Stellar Orbits around the Massive Black Hole in the Galactic Center“. The Astrophysical Journal. 692 (2): 1075 – 1109. arXiv:0810.4674. Bibcode:2009ApJ...692.1075G. doi:10.1088/0004-637X/692/2/1075.