اخترشناسی رادیویی

نگاشته شده به تاریخ ۱۵ بهمن ۱۳۸۹ در موضوع نجوم | ۱ دیدگاه

اختر‌شناسان با دریافت امواج رادیویی از فضا، بسیاری از پر انرژی‌ترین اجسام و انفجاری‌ترین وقایع را در عالم کشف کرده‌اند. این کشف‌ها عبارت‌اند از بقایای انفجارهای ابرنواختری، گرداب‌های ماده در اطراف سیاه چاله‌های ابرپرجرم، و حتی تابش بازمانده‌ای از انفجار بزرگ که عالم از آن متولد شد. آنان می‌توانند با تلسکوپ‌های رادیویی ، ملکول‌ها، یعنی مواد اولیه ی ساخت سیارات جدید و حتی حیات در فضا را دنبال کنند. طبق قوانین بین المللی، هیچ کس حق ندارد در طول موج‌هایی که برای بررسی عالم استفاده می‌شود، برنامهٔ رادیویی ارسال کند. البته حتی با وجود این نیز تلسکوپ‌های رادیویی همچنان در معرض آلودگی رادیویی، مثلاً از سوی تلفن‌های همراه، قرار دارند. صداهای حاصل از زندگی ماشین انسان، «سکوت» مورد نیاز اختر‌شناسی رادیویی (Radio Astronomy) را بر هم زده است.

طیف رادیویی (Radio Spectrum):

امواج رادیویی (Radio Waves) در میان تمام تابش‌های الکترومغناطیس بلند‌ترین طول موج را دارند که همهٔ طول موج‌های بلند‌تر از یک میلی متر را شامل می‌شوند. بیشتر از امواج رادیویی به درون جو زمین نفوذ می‌کنند و به سطح زمین می‌رسند. در حالی که امواج رادیویی بلند‌تر ار ۱۰۰ متر از لایهٔ یون کره (Ionosphere) ، بر فراز جو، به فضا بازتاب می‌شوند. دانشمندان اغلب با واحد فرکانس به امواج رادیویی اشاره می‌کنند. فرکانس یا بسماد تعداد موج‌هایی است که در هر ثانیه می‌گذرد. هر چه طول موج کوتاه‌تر باشد، فرکانس بیشتر است.

تلسکوپ رادیویی (Radio Telescope):

اختر‌شناسان نجوم رادیویی فقط به صدای خش خش امواج رادیویی در فضا گوش نمی‌کنند. در بیشتر تلسکوپ‌های رادیویی، امواج رادیویی که به درون بشقاب بزرگی برخورد می‌کنند، بازتاب و در نقطه‌ای گردآوری و کانونی می‌شوند. آنتن تلسکوپ، درست مانند آنتن تلویزیون، در آن نقطه قرار دارد. آنتن امواج الکتریکی تولید می‌کند که به رایانه‌ای ارسال می‌شود تا در آنجا ذخیره و سپس تبدیل به تصاویر الکترونیک و نقشه‌های رادیویی از منابع تابش شود.

بشقاب رادیویی (Parabolic Antenna):

تلسکوپ رادیویی بزرگ رصدخانهٔ رادیویی نوبیاما (تصویر سمت راست) در ژاپن بشقاب خمیده‌ای به قطر ۴۵ متر دارد که ۱۰ برابر بزرگ‌تر از زمین تنیس است. با این حال، سطح آن چنان صیقلی و هموار است که با خطا و ناهمواری کمتر از پهنای یک برگ علف ساخته شده. این سطح دقیق موجب می‌شود که این بشقاب، تابش‌هایی با طول موج میلی متری را از ملکول‌های گاز در فضای بین ستاره‌ها کانونی کند. رصدخانه‌ی آرسیبو (Arecibo) بزرگ ترین تلسکوپ تک بشقابه جهان است که ۳۰۵ متر قطر دارد. این رصدخانه در جزیزه پرتریکو امریکا قرار دارد. (تصویر سمت چپ)

آرایه‌های تلسکوپ (Very Large Array):

وضوح تصاویر تلسکوپ‌های رادیویی، کمتر از تصاویر تلسکوپ‌های نور مرئی است؛ زیرا امواج رادیویی بلند‌تر از امواج نور مرئی‌اند و توان نفکیک جزییات به طول موج نور دریافتی نیز وابسته است. هر چه طول موج بیشتر باشد، قدرت تفکیک ما کمتر است؛ مگر اینکه از تلسکوپ بزرگ تری استفاده کنیم. در امواج رادیویی، برای ثبت‌‌ همان جزییاتی که با تلسکوپ کوچک‌تر در نور مرئی می‌بینیم، به تلسکوپی با دهانهٔ چند کیلومتری نیاز داریم. اختر‌شناسان برای آشکارسازی جزییات بیش‌تر، با متصل کردن چند تلسکوپ کوچک به هم، تلسکوپ بزرگ تری می‌سازند. ۲۷ بشقاب آرایهٔ بسیار بزرگ (VLA) روی ریل‌هایی در امتداد Y شکل آرایه حرکت می‌کنند و دور‌ترین بشقاب‌ها حداکثر به فاصلهٔ ۳۶ کیلومتر از هم می‌رسند. آرایه با خط مبنای بسیار بلند (VLBA) در سراسر ایالات متحده گسترده شده است و در امواج رادیویی تصویری با تفکیک بیش تر از تصویر تلسکوپ فضایی هابل در نور مرئی به دست می‌دهد؛ البته علاوه بر محدودیت‌های بسیار اجرایی، با این بشقاب‌های دور از هم، به سبب شمار کم بشقاب‌ها و فاصلهٔ بسیار زیاد آن‌ها تابش بسیار کمی در مقایسه با «بزرگ نمایی» گردآوری می‌شود و فقط می‌توان به بررسی منابع رادیویی درخشان پرداخت.

ترکیب زمین-چرخش (Aperture Synthesis):

خطی ار تلسکوپ‌ها در یک امتداد یا حتی ترکیب Y شکل آرایهٔ بسیار بزرگ  (VLA)، در آینهٔ بزرگ نهایی شکاف‌هایی باقی می‌گذارد که ممکن است تصویر رادیویی حاصل را مغشوش کند. در دههٔ ۱۹۵۰ میلادی، مارتین رایل (Martin Ryle) راه حلی را پیشنهاد کرد که به جای گرفتن عکس‌های تک پُر از حفره، تلسکوپ‌ها ۱۲ ساعت بک بار منبع رادیویی را رصد کنند. با چرخش زمین به دور خود، هر تلسکوپ در نیم دایره‌ای به دور تلسکوپ‌های دیگر می‌گردد. به این ترتیب، تلسکوپی بسیار بزرگ‌تر ساخته می‌شود.

تابش سینکروترون (Synchrotron radiation):

در بسیاری از منابع رادیویی، از بقایای ابرنواختر‌ها (Super Nova) تا کهکشان‌ها، امواج رادیویی را الکترون‌های پرسرعتی تولید می‌کنند که در میدان‌های مغناطیسی به دام افتاده‌اند. آن‌ها امواج رادیویی از نوعی به نام تابش سینکروترون تولید می‌کنند که در میان طول موج‌های بلند‌تر، قوی‌ترین تابش است. در این تصویر از کهشکان کوره  A، دو بخش تابش کنندهٔ امواج رادیویی در دو سوی کهکشان (لُب‌های رادیویی) جایی را نشان می‌دهند که الکترون‌ها مثل برق در میان میدان‌های مغناطیسی در هم تنیده شده و در رفت و آمدند. این الکترون‌ها از ستون‌های ذراتی سرچشمه می‌گیرند که از دو سوی سیاه چالهٔ مرکزی و بسیار پرجرم کهکشان فوران می‌کند.

*منبع: فرهنگ‌نامه‌ی نجوم و فضا

Share
  1. NamNami
    ۱۵ بهمن ۱۳۸۹ در ۰۳:۴۳ | #1

    ممنون از پست مفیدتون.

دیدگاه ها مسدود است.