Radyo Dalgaları Evreni Anlamamıza Nasıl Yardımcı Olur

İnsanlar evreni, gözlerimizle görebildiğimiz görünür ışığı kullanarak algılarlar. Yine de, kozmosta yıldızlar, gezegenler, bulutsular ve galaksilerden gelen görünür ışığı kullanarak gördüğümüzden daha fazlası vardır. Evrendeki bu nesneler ve olaylar, radyo emisyonları da dahil olmak üzere diğer radyasyon formlarını da verir. Bu doğal sinyaller, evrendeki nesnelerin nasıl ve neden davrandıklarının kozmik bölümünün önemli bir bölümünü doldurur.

Radyo dalgaları elektromanyetik dalgalardır (ışık), ama onları göremiyoruz. 1 milimetre (bir metrenin binde biri) ile 100 kilometre (bir kilometre bin metreye eşit) arasında dalga boylarına sahiptirler. Sıklık açısından, bu 300 Gigahertz'e (bir Gigahertz bir milyar Hertz'e eşittir) ve 3 kilohertz'e eşdeğerdir. Bir Hertz (Hz olarak kısaltılır) yaygın olarak kullanılan bir frekans ölçüm birimidir. Bir Hertz bir frekans döngüsüne eşittir. Yani, 1-Hz sinyali saniyede bir döngüdür. Çoğu kozmik nesne saniyede yüzlerce ila milyarlarca döngüde sinyal yayar.

İnsanlar genellikle "radyo" emisyonlarını insanların duyabileceği bir şeyle karıştırır. Bunun nedeni büyük ölçüde iletişim ve eğlence için radyo kullanmamızdır. Fakat insanlar kozmik nesnelerden radyo frekanslarını "duymazlar". Kulaklarımız 20 Hz - 16.000 Hz (16 KHz) arasındaki frekansları algılayabilir. Çoğu kozmik nesne, kulaktan çok daha yüksek olan Megahertz frekanslarında yayar. Bu nedenle radyo astronomi (röntgen, ultraviyole ve kızıl ötesi ile birlikte), ne göremediğimizi ne de duyamadığımız "görünmez" bir evreni ortaya çıkardığı düşünülmektedir.

Radyo dalgaları genellikle evrendeki enerjik nesneler ve aktiviteler tarafından yayılır. Güneş Dünya'nın ötesindeki en yakın radyo emisyon kaynağıdır. Jüpiter, Satürn'de meydana gelen olaylar gibi radyo dalgaları da yayar.

Güneş sisteminin dışındaki ve Samanyolu galaksisinin ötesindeki en güçlü radyo emisyon kaynaklarından biri, aktif galaksiler (AGN). Bu dinamik nesneler tarafından desteklenmektedir süper kütleli kara delikler çekirdeklerinde. Ek olarak, bu kara delik motorları radyo emisyonlarıyla parlak bir şekilde parlayan büyük malzeme jetleri oluşturacaktır. Bunlar genellikle radyo frekanslarında tüm galaksiyi gölgede bırakabilir.

pulsarlarveya dönen nötron yıldızları da güçlü radyo dalgaları kaynaklarıdır. Bu güçlü, kompakt nesneler, büyük yıldızlar süpernovalar. Nihai yoğunluk bakımından sadece karadeliklerden sonra ikinci sıradalar. Güçlü manyetik alanlar ve hızlı dönme hızları ile bu nesneler geniş bir yelpazede radyasyonve radyoda özellikle "parlak". Süper kütleli kara delikler gibi, manyetik kutuplardan veya dönen nötron yıldızından kaynaklanan güçlü radyo jetleri oluşturulur.

Birçok pulsar, güçlü radyo emisyonları nedeniyle "radyo pulsarları" olarak adlandırılır. Aslında, Fermi Gama Işını Uzay Teleskobu gama ışınlarında daha yaygın radyo yerine daha güçlü görünen yeni bir pulsar cinsinin kanıtını gösterdi. Yaratılış süreçleri aynı kalır, ancak emisyonları bize her bir nesne türünde yer alan enerji hakkında daha fazla bilgi verir.

Süpernova kalıntıları özellikle radyo dalgalarının güçlü yayıcıları olabilir. Yengeç Bulutsusu radyo sinyalleri ile ünlüdür. uyarılmış astronom Jocelyn Bell onun varlığına.

Radyo astronomi, uzaydaki radyo frekansları yayan nesnelerin ve süreçlerin incelenmesidir. Bugüne kadar tespit edilen her kaynak doğal olarak oluşan bir kaynaktır. Emisyonlar burada radyo teleskoplarla Dünya'da toplanıyor. Bunlar, dedektör alanının saptanabilir dalga boylarından daha büyük olması gerektiğinden büyük aletlerdir. Radyo dalgaları bir metreden daha büyük olabileceğinden (bazen çok daha büyük), kapsamlar tipik olarak birkaç metreden fazladır (bazen 30 fit veya daha fazla). Bazı dalga boyları bir dağ kadar büyük olabilir ve bu nedenle astronomlar genişletilmiş radyo teleskop dizileri inşa ettiler.

Toplama alanı dalga boyutuna kıyasla ne kadar büyük olursa, bir radyo teleskopun açısal çözünürlüğü o kadar iyi olur. (Açısal çözünürlük, iki küçük nesnenin ayırt edilemeden ne kadar yakın olabileceğinin bir ölçüsüdür.)

Radyo dalgaları çok uzun dalga boylarına sahip olabileceğinden, herhangi bir hassasiyet elde etmek için standart radyo teleskoplarının çok büyük olması gerekir. Ancak stadyum boyutunda radyo teleskopları inşa etmek maliyet engelleyici olabileceğinden (özellikle isterseniz herhangi bir direksiyon yeteneğine sahip olmaları), istenen hedefe ulaşmak için başka bir tekniğe ihtiyaç vardır. Sonuçlar.

1940'ların ortalarında geliştirilen radyo interferometrisi, paha biçilmez inanılmaz derecede büyük yemeklerden gelecek açısal çözünürlüğü elde etmeyi amaçlamaktadır. Gökbilimciler bunu birbirine paralel olarak birden fazla dedektör kullanarak başarırlar. Her biri diğerleriyle aynı anda aynı nesneyi inceler.

Birlikte çalışan bu teleskoplar, tüm dedektör grubunun büyüklüğünde bir dev teleskop gibi etkili bir şekilde hareket eder. Örneğin, Çok Büyük Taban Çizgisi Dizisi, 8.000 mil arayla detektörlere sahiptir. İdeal olarak, farklı ayırma mesafelerindeki birçok radyo teleskopu, toplama alanının etkili boyutunu optimize etmek ve cihazın çözünürlüğünü artırmak için birlikte çalışacaktır.

Gelişmiş iletişim ve zamanlama teknolojilerinin yaratılmasıyla, teleskopların kullanılması mümkün hale gelmiştir. birbirinden büyük mesafelerde (dünyanın çeşitli yerlerinden ve hatta Dünya'nın yörüngesinde). Çok Uzun Temel İnterferometri (VLBI) olarak bilinen bu teknik, bireysel radyo teleskoplarının yetenekleri ve araştırmacıların en dinamik içindeki nesneler Evren.

Radyo dalgası bandı ayrıca mikrodalga bandıyla (1 milimetre ila 1 metre) çakışır. Aslında, yaygın olarak adlandırılan radyo astronomi, bazı radyo enstrümanları 1 metreden çok dalga boylarını tespit etse de, gerçekten mikrodalga astronomi.

Bazı yayınlar mikrodalga bandını ve radyo bantlarını ayrı ayrı listeleyeceği için bu bir karışıklık kaynağıdır, diğerleri sadece klasik radyo bandını ve mikrodalga fırını dahil etmek için "radyo" terimini kullanacaktır. grup.

Düzenleyen ve güncelleyen Carolyn Collins Petersen.