Како нам Радио таласи помажу да разумемо универзум

Људи перципирају свемир користећи видљиву светлост коју можемо видети својим очима. Ипак, у космосу постоји више од онога што видимо користећи видљиву светлост која струји из звезда, планета, маглина и галаксија. Ови предмети и догађаји у свемиру такође одају друге облике зрачења, укључујући и радио емисију. Ти природни сигнали испуњавају важан део космичког начина како и зашто се предмети у универзуму понашају као они.

Радио таласи су електромагнетни таласи (светлост), али их не можемо видети. Имају таласну дужину између једног милиметра (хиљадине метра) и 100 километара (један километар је једнак хиљади метара). У погледу учесталости, ово је еквивалент 300 гигахерца (један гигахерц је једнак милијарди херца) и 3 килохерца. Хертз (скраћено Хз) је најчешће коришћена јединица за мерење фреквенције. Један Хертз једнак је једном циклусу фреквенција. Дакле, 1-Хз сигнал је један циклус у секунди. Већина космичких објеката емитује сигнале са стотинама до милијарди циклуса у секунди.

Људи често збуњују „радио“ емисију са нечим што људи могу чути. То је углавном зато што користимо радио за комуникацију и забаву. Али, људи не „чују“ радио фреквенције од космичких објеката. Наша уши могу да осете фреквенције од 20 Хз до 16000 Хз (16 КХз). Већина космичких објеката емитује на Мегахерцз фреквенцијама, што је много више него што ухо чује. Због тога се за радио астрономију (заједно са рендгеном, ултраљубичастим и инфрацрвеним) често мисли да открива "невидљиви" универзум који не можемо ни видети ни чути.

Радио таласи се обично емитују енергетским објектима и активностима у универзуму. Тхе Сунце је најближи извор радио емисије ван Земље. Јупитер такође емитује радио таласе, као и догађаји који се дешавају на Сатурну.

Долази један од најмоћнијих извора радио емисије изван Сунчевог система и изван галаксије Млечни пут активне галаксије (АГН). Ови динамички објекти се напајају супермасивне црне рупе у њиховим језграма. Уз то, ови мотори са црном рупом створиће огромне млазове материјала који јарко светлују радио-емисијама. Оне често могу засјенити читаву галаксију у радио фреквенцијама.

Пулсарсили ротирајуће неутронске звезде такође су снажни извори радио таласа. Ови снажни, компактни предмети настају када умиру масивне звезде супернове. Они су тек црне рупе у смислу крајње густине. Са моћним магнетним пољем и брзим ротацијама, ови објекти емитују широк спектар зрачење, а посебно су "светли" у радију. Као супермасивне црне рупе, стварају се и моћни радио-млазни зраци који потичу од магнетних стубова или окретне неутронске звезде.

Многи пулсари се називају "радио пулсари" због њихове јаке радио емисије. У ствари, подаци из Ферми Гамма-раи свемирски телескоп показао је доказе о новој пасмини пулсара која је најјача у гама-зракама уместо уобичајенијег радија. Процес њиховог стварања остаје исти, али њихове емисије говоре нам више о енергији која је укључена у сваку врсту објекта.

Остаци супернове могу бити посебно јаки одашиљачи радио таласа. Ракова маглина позната је по својим радио сигналима узбунио астроном Јоцелин Белл до свог постојања.

Радио астрономија је проучавање објеката и процеса у простору који емитују радио фреквенције. Сваки извор откривен до данас је извор природе. Емисије се овде покупе на Земљи помоћу радио-телескопа. То су велики инструменти, јер је потребно да детекторно подручје буде веће од таласних дужина које се може детектирати. Пошто радио таласи могу бити већи од метра (понекад и много већи), обими су обично виши од неколико метара (понекад 30 и више стопа или више). Неке таласне дужине могу бити велике као планина, па су астрономи изградили проширене низове радио-телескопа.

Што је већа површина сакупљања, у односу на величину таласа, боља је угаона резолуција коју има радио телескоп. (Угаона резолуција је мерило колико могу бити близу два мала објекта пре него што их се разликују.)

Будући да радио таласи могу имати веома велике таласне дужине, стандардни радио-телескопи морају бити веома велики да би се постигла било каква прецизност. Али будући да постављање радио телескопа величине стадиона може бити скупо коштање (посебно ако желите да би уопште имали могућност управљања), потребна је друга техника да се постигне жељена резултата.

Развијена средином 40-тих, радио интерферометрија има за циљ да постигне ону угаону резолуцију која би настала из невероватно великих јела без трошка. Астрономи то постижу употребом вишеструких детектора паралелно један с другим. Свака проучава исти предмет истовремено са осталима.

Радећи заједно, ови телескопи ефективно делују попут једног џиновског телескопа величине целе групе детектора заједно. На пример, веома велики основни низ има детекторе удаљене 8000 миља. У идеалном случају, низ многих радио-телескопа на различитим раздаљинама раздвајања радио би заједно како би се оптимизирала ефективна величина подручја сакупљања и побољшала резолуција инструмента.

Стварањем напредних технологија комуникације и времена, постало је могуће користити телескопе који то чине постоје на великим удаљеностима једна од друге (из разних тачака широм света, чак и у орбити око Земље). Позната и као веома дуга основна интерферометрија (ВЛБИ), ова техника значајно побољшава могућностима појединих радио-телескопа и омогућава истраживачима да испитају неке од најдинамичнијих објеката у универзум.

Опсег радио таласа такође се преклапа са опсегом микроталасне (1 милиметар до 1 метар). У ствари, оно што се обично назива радио астрономија, заиста је микроталасна астрономија, мада неки радио инструменти детектују таласне дужине веће од једног метра.

Ово је извор забуне јер ће неке публикације одвојено навести микроталасни опсег и радио опсеге, док ће други једноставно користити израз "радио" да би обухватили и класични радио опсег и микроталасну трака.

Уредио и ажурирао Царолин Цоллинс Петерсен.