Radio telescopio
Los radiotelescopios son instrumentos para recibir y medir la radiación de radiofrecuencia procedente del espacio o de objetos celestes especiales . Son la herramienta más importante de la llamada radioastronomía .
La antena suele tener la forma de un espejo parabólico . Para ondas electromagnéticas más cortas en el rango de centímetros a decímetros, el reflector debe tener una superficie lisa; para ondas más largas, una estructura de rejilla es suficiente .
historia
Después de que Karl Guthe Jansky descubriera la primera fuente de radio extraterrestre en 1932, se desarrollaron radiotelescopios para observar el cosmos. El primer radiotelescopio en forma parabólica fue construido por Grote Reber , ingeniero y radioaficionado en Wheaton, Illinois, porque el descubrimiento de Jansky fue inicialmente ignorado por la astronomía profesional. En Alemania, el primer radiotelescopio, el astropelador Stockert en Stockert cerca de Bad Münstereifel , se construyó en 1956. Ha sido un edificio protegido desde 1999.
Los sistemas de radar alemanes orientados al oeste para la vigilancia aérea siempre emitían falsas alarmas cuando la constelación de Swan (Cygnus) aparecía en el horizonte, provocada por la fuente de radio Cygnus A ubicada allí . En 1946, un grupo de investigación del Royal Radar Establishment de Malvern (Inglaterra) descubrió que una pequeña región de la constelación de Swan emite intensas ondas de radio.
tecnología
La mayoría de los radiotelescopios son superficies metálicas de forma parabólica que agrupan las ondas de radio en una antena que se encuentra en el punto focal del espejo cóncavo. El sistema completo también se conoce generalmente como antena. Los radiotelescopios actuales a menudo constan de varias antenas parabólicas ( matrices ) y la estación de evaluación. Las antenas de una matriz se acoplan para formar un interferómetro , lo que da como resultado una antena con un diámetro mayor. Esta tecnología también puede extenderse más allá de la matriz a todo el globo: si los radiotelescopios distribuidos por toda la Tierra observan la misma fuente al mismo tiempo, la resolución angular de los radiotelescopios se puede aumentar considerablemente. Los sistemas más grandes superan la resolución de los telescopios ópticos en un factor de alrededor de 500, como se puede ver en la imagen adyacente.
Con los radiotelescopios, se hace una distinción entre telescopios móviles y fijos. Los telescopios fijos son raros porque no se pueden girar en su orientación. Por lo general, apuntan su antena parabólica al cenit (por ejemplo, el telescopio de Arecibo , que está firmemente erigido en una tierra baja). Los radiotelescopios móviles se pueden girar para que puedan "mirar" a todo el hemisferio .
Además del tamaño de un radiotelescopio, que es una medida de su sensibilidad, también depende del rango de longitud de onda que puede cubrir. Mientras que los grandes telescopios solo pueden observar longitudes de onda en el rango de metros y centímetros, los telescopios más pequeños, como el telescopio de 30 m del Instituto de Radioastronomía en el rango de milímetros (IRAM) en España, y el telescopio de 3 m KOSMA en Suiza im Millimeter rango o el telescopio APEX de 12 m (operado en el desierto de Atacama chileno por el Instituto Max Planck de Radioastronomía , ondas milimétricas y submilimétricas) en rangos de longitud de onda más cortos. Dado que estas frecuencias se encuentran fuera de la ventana atmosférica , la sensibilidad de la envolvente de aire de arriba se reduce considerablemente.
Además de observar cuerpos celestes, los radiotelescopios también se utilizan para recibir datos de sondas espaciales distantes o para enviarles comandos o para buscar inteligencias extraterrestres (ver proyecto SETI ).
Hay varios proyectos en los que radiotelescopios a grandes distancias o incluso a nivel mundial (globalmente) están involucrados en grabaciones con interferometría de línea de base muy larga (VLBI), como el Very Long Baseline Array (VLBA), el Event Horizon Telescope o el Global mm- Matriz VLBI . Para ello también se utilizan satélites ( RadioAstron ).
Excelentes instalaciones
El radiotelescopio más grande del mundo en la actualidad es el RATAN 600 ruso cerca de Zelenchukskaya . El segundo más grande es el observatorio FAST , que entró en funcionamiento de prueba el 25 de septiembre de 2016 en la provincia china de Guizhou .
Otros grandes sistemas son Atacama Large Millimeter / submillimeter Array , abreviado como ALMA, que consta de 66 antenas a una altitud de alrededor de 5000 m en el desierto de Atacama en los Andes del norte de Chile y, hasta diciembre de 2020, el Observatorio de Arecibo en Puerto Rico . El radiotelescopio de Arecibo fue destruido el 1 de diciembre de 2020 por la caída de piezas como resultado de la fatiga del material. El radiotelescopio alemán más grande (y el segundo móvil más grande del mundo) es el radiotelescopio Effelsberg en un valle en Eifel , un telescopio móvil con un diámetro de 100 m operado por el Instituto Max Planck de Radioastronomía en Bonn. El radiotelescopio móvil más grande del mundo es el Telescopio Robert C. Byrd Green Bank de 100 m × 110 m en el Observatorio Green Bank en Virginia Occidental, EE. UU. El radiotelescopio más grande para ondas milimétricas es el Gran Telescopio Milimétrico de 50 m en Puebla, México.
Otros grandes conjuntos de radiotelescopios son el radiotelescopio gigante de Metrewave (GMRT, 30 telescopios individuales cada 45 m, dispersos en una distancia de hasta 25 km, seis bandas de frecuencia de 50 a 1500 MHz) en India , 80 km al norte de Pune en el estado de Maharashtra y el Very Large array (VLA, 27 telescopios cada uno de 25 m en una configuración en forma de Y) en Socorro , Nuevo México , EE . UU .
Desde 2006, se ha construido un nuevo tipo de radiotelescopio en los Países Bajos para observar ondas de radio de baja frecuencia en el rango de ondas métricas, el Low Frequency Array (LOFAR). En el momento de su inauguración en junio de 2010, tenía alrededor de 10.000 antenas en toda Europa. La primera estación LOFAR trabaja junto al telescopio Effelsberg de 100 m desde 2007. LOFAR es un prototipo de un radiotelescopio aún más grande, el Square Kilometer Array (SKA), cuya construcción está programada para comenzar en 2021. Se espera que las primeras observaciones sean posibles a mediados de la década de 2020.
Un proyecto importante para explorar el universo que se está llevando a cabo con la ayuda de radiotelescopios es HIPASS . Aquí, la firma de hidrógeno como indicador de galaxias se busca de una manera sensible a la distancia . El área del hemisferio sur ya se ha completado. La mayoría de los datos se recopilaron del radiotelescopio Parkes en Australia.
Ver también
literatura
- James W. Mar, Harold Liebowitz: Tecnología de estructuras para grandes sistemas de telescopios de radio y radar. MIT Press, Cambridge MA y otros 1969, OCLC 250925598 .
- Jacob WM Baars et al: Reflectores de radiotelescopio - Desarrollo histórico del diseño y la construcción. Springer, Cham 2018, ISBN 978-3-319-65147-7 .
enlaces web
Evidencia individual
- ↑ Las radiogalaxias más distantes. en: Spektrum.de
- ↑ Preguntas frecuentes sobre el SKA . En: Telescopio SKA . ( skatelescope.org [consultado el 30 de septiembre de 2019]).
- ^ El proyecto SKA - Telescopio SKA . En: Telescopio SKA . ( skatelescope.org [consultado el 30 de septiembre de 2019]).