Ljudi percipiraju svemir koristeći vidljivu svjetlost koju možemo vidjeti svojim očima. Ipak, u kosmosu je više od onoga što vidimo koristeći vidljivu svjetlost koja struji iz zvijezda, planeta, maglina i galaksija. Ovi predmeti i događaji u svemiru također daju druge oblike zračenja, uključujući i radio emisije. Ti prirodni signali ispunjavaju važan dio kozmičkog načina kako i zašto se predmeti u svemiru ponašaju kako se ponašaju.
Tehnički razgovor: Radio valovi u astronomiji
Radio valovi su elektromagnetski valovi (svjetlost), ali ih ne možemo vidjeti. Imaju valnu duljinu između 1 milimetra (tisuću metra) i 100 kilometara (jedan kilometar jednak je tisuću metara). U pogledu učestalosti, ovo je ekvivalent 300 gigaherca (jedan gigaherc jednak je milijardi herca) i 3 kiloherca. Hertz (skraćeno Hz) uobičajena je jedinica za mjerenje frekvencije. Jedan Hertz jednak je jednom ciklusu frekvencija. Dakle, signal od 1 Hz je jedan ciklus u sekundi. Većina kozmičkih objekata emitira signale u stotinama do milijardama ciklusa u sekundi.
Ljudi često zbunjuju "radio" emisiju s nečim što ljudi mogu čuti. To je uglavnom zato što koristimo radio za komunikaciju i zabavu. Ali, ljudi ne "čuju" radio frekvencije od kozmičkih objekata. Naša uši mogu osjetiti frekvencije od 20 Hz do 16000 Hz (16 KHz). Većina kozmičkih objekata emitira se na Megahertz frekvencijama, što je mnogo više nego što uho čuje. Zbog toga se za radio astronomiju (zajedno s rendgenom, ultraljubičastim i infracrvenim) često misli da otkriva "nevidljivi" svemir koji ne možemo ni vidjeti ni čuti.
Izvori radio valova u svemiru
Radio valovi obično emitiraju energetski objekti i aktivnosti u svemiru. Sunce je najbliži izvor radio emisije izvan Zemlje. Jupiter također emitira radio valove, kao što se događaju događaji na Saturnu.
Dolazi jedan od najmoćnijih izvora radio emisije izvan Sunčevog sustava i izvan galaksije Mliječni put aktivne galaksije (AGN). Ovi dinamički objekti pokreću ih supermasivne crne rupe na njihovim jezgrama. Uz to, ovi motori s crnom rupom stvarat će masivne mlazove materijala koji jarko svijetle radio emisijama. One često mogu zasjeniti cijelu galaksiju u radio frekvencijama.
pulsari, ili rotirajuće neutronske zvijezde, također su snažni izvori radio valova. Ovi snažni, kompaktni predmeti nastaju kada umiru masivne zvijezde supernova. Oni su tek crne rupe u odnosu na krajnju gustoću. Uz snažna magnetska polja i brze rotacije, ovi objekti emitiraju široki spektar radijacija, a posebno su "svijetli" u radiju. Poput supermasivne crne rupe, stvaraju se snažni radio-mlazni zraci koji dolaze iz magnetskih stupova ili okretne neutronske zvijezde.
Mnogi pulsari nazivaju se "radio pulsari" zbog jake radio emisije. U stvari, podaci iz Fermi gama-zračni svemirski teleskop pokazao je dokaze o novoj pasmini pulsara koja je najjača u gama-zrakama umjesto uobičajenijeg radija. Proces njihova stvaranja ostaje isti, ali njihove emisije govore nam više o energiji uključenoj u svaku vrstu objekta.
Ostaci supernove mogu biti vrlo jaki odašiljači radio valova. Maglica Rakova poznata je po svojim radio signalima koji upozorio astronom Jocelyn Bell na njegovo postojanje.
Radio astronomija
Radio astronomija je proučavanje objekata i procesa u prostoru koji emitiraju radio frekvencije. Do danas je otkriven svaki izvor. Ovdje se na Zemlji emitiraju emisije radioteleskopima. To su veliki instrumenti jer je potrebno da područje detektora bude veće od valnih duljina koje se može detektirati. Budući da radio valovi mogu biti veći od metra (ponekad i mnogo veći), dosezi su obično veći od nekoliko metara (ponekad preko 30 stopa ili više). Neke valne duljine mogu biti velike kao planina, pa su astronomi izgradili proširene nizove radio-teleskopa.
Što je područje sakupljanja veće u odnosu na veličinu vala, bolja je kutna razlučivost koju ima radio teleskop. (Kutna rezolucija je mjera koliko mogu biti blizu dva mala objekta prije nego što ih se razlikuju.)
Radio interferometrija
Budući da radio valovi mogu imati vrlo veliku valnu duljinu, standardni radio-teleskopi moraju biti jako veliki da bi se postigla bilo kakva preciznost. No, s obzirom na to da gradnja stadiona veličine teleskopa može biti skupa (posebno ako želite) da bi uopće imali mogućnost upravljanja), potrebna je druga tehnika da se postigne željeno rezultati.
Razvijena sredinom 40-ih, radijska interferometrija ima za cilj postići vrstu kutne rezolucije koja bi bez troška nastala iz nevjerojatno velikih jela. Astronomi to postižu upotrebom višestrukih detektora paralelno jedan s drugim. Svaki proučava isti objekt u isto vrijeme kao i ostali.
Radeći zajedno, ovi teleskopi učinkovito djeluju poput jednog džinovskog teleskopa veličine čitave skupine detektora zajedno. Na primjer, vrlo veliki osnovni niz ima detektore udaljene 8000 milja. U idealnom slučaju, niz mnogih radio-teleskopa na različitim udaljenostima razdvajanja djelovao bi zajedno kako bi se optimizirala učinkovita veličina područja sakupljanja i poboljšala razlučivost instrumenta.
Stvaranjem naprednih tehnologija komunikacije i vremena omogućeno je korištenje teleskopa koji to čine postoje na velikim udaljenostima jedna od druge (iz raznih točaka širom svijeta, pa čak i u orbiti oko Zemlje). Poznata i kao vrlo duga osnovna interferometrija (VLBI), ova tehnika značajno poboljšava mogućnostima pojedinih radioteleskopa i omogućava istraživačima da istražuju neke od najdinamičnijih predmeti u svemir.
Odnos radija prema mikrovalnom zračenju
Opseg radio vala također se preklapa s opsegom mikrovalne (1 milimetar do 1 metar). Zapravo, ono što se obično naziva radio astronomija, zaista je mikrovalna astronomija, mada neki radio instrumenti otkrivaju valne duljine veće od 1 metra.
To stvara zbrku jer će neke publikacije zasebno navesti mikrotalasni raspon i radiopojasnike, dok će drugi jednostavno koristiti izraz "radio" kako bi obuhvatili i klasični radio i mikrovalnu pećnicu bend.
Uredio i ažurirao korisnik Carolyn Collins Petersen.