Transcript Slajd 1 - Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu

Astrofizyka z elementami
kosmologii
Temat 03:
Radioteleskopy,
interferometry
T.J. Jopek
[email protected]
IOA UAM
Tel 061 829 2778
Kom 607 737 620
1
Okna atmosferyczne
2015-07-17
5000 A
1m
- okno wizualne
- okno radiowe.
100 m
- w wysokich górach możemy rejestrować
promieniowanie podczerwone
T.J.Jopek, Astrofizyka z elementami
kosmologii
2
Myśl, że ciała niebieskie emitują fale
radiowe wyprzedziła odkrycie tych fal:
N. Tesla
od roku 1860, z równań Maxwella
wynika, że z kosmosu winno docierać do
nas promieniowanie EH we wszystkich
długościach fal, nie tylko fale optyczne,
M. Planck
Nikola Tesla, Oliver Lodge oraz Max
Planck twierdzą, że źródłem fal radiowych ,
m.in. jest Słońce,
Lodge podejmuje nieudaną (z powodu
ograniczeń aparatury) próbę odkrycia
radiowych sygnałów słonecznych,
O. Lodge
2015-07-17
T.J.Jopek, Astrofizyka z elementami
kosmologii
3
Odkrycie promieniowania radiowego z kosmosu 1930-31
Karol Jansky, pracownik Laboratorium Bella po raz pierwszy
obserwował fale radiowe emitowane z Drogi Mlecznej.
2015-07-17
T.J.Jopek, Astrofizyka z elementami
kosmologii
4
Pierwszy radioteleskop - 1937 Wheaton, Illinois, USA
Grote Reber
inżynier radioelektronik,
amator astronomii
2015-07-17
T.J.Jopek, Astrofizyka z elementami
kosmologii
5
Po II wojnie światowej – gwałtowny rozwój radioastronomii
a obecnie jest to jedna z podstawowych technik
obserwacyjnych astronomii
Źródła promieniowania radiowego:
planety, Słońce,
 Sagittarius A - centrum Galaktyki
 aktywne jądra galaktyczne,
 pulsary,
 zlewające się gromady galaktyk,
 pozostałości po supernowych,
 kosmiczne promieniowanie tła – radio emisja ciała
doskonale czarnego.

2015-07-17
T.J.Jopek, Astrofizyka z elementami
kosmologii
6
Podstawowe elementy wyposażenia radioteleskopu
Odbiornik
Monitor
Przetw ornik
analogow o
cyfrow y
Stabilizow any
kalibrator
Pisak
2015-07-17
T.J.Jopek, Astrofizyka z elementami
kosmologii
7
Anteny radioteleskopów.
Najprostszą anteną radiową jest dipol
półfalowy.
Antena składająca się wyłącznie z
jednego dipola ma niewielką czułość,
rejestruje promieniowanie radiowe
dochodzące z całego obszaru nieba.
Metalowe czasze (lustra)
radioteleskopów.
Dla zapewnienia odbioru fal radiowych
z określonego kirunku
stosuje się metalowe anteny o kształcie
paraboloidy, w której
ognisku umieszczony jest dipol.
2015-07-17
T.J.Jopek, Astrofizyka z elementami
kosmologii
8
Zdolność rozdzielcza A, radioteleskopu
Określona jest tak jak dla fal EH optycznych: Analogicznie
1
D
A


1.22 
gdzie  jest długością fali EH, D średnicą radioteleskopu.
Dla osiągnięcia dużej rozdzielczości, radioteleskop powinien
mieć możliwie dużą czaszę.
2015-07-17
T.J.Jopek, Astrofizyka z elementami
kosmologii
9
Obserwatorium Parkes
Nowa Pd. Walia,
Australia
64 m
2015-07-17
T.J.Jopek, Astrofizyka z elementami
kosmologii
10
Max-Planck-Institut für Radioastronomie
- Radioobservatorium Effelsberg (100m)
2015-07-17
T.J.Jopek, Astrofizyka z elementami
kosmologii
11
Courtesy of the NAIC - Arecibo Observatory, a facility of the NSF
2015-07-17
T.J.Jopek, Astrofizyka z elementami
kosmologii
12
Zdolność rozdzielcza A, radioteleskopu
Określona jest tak jak dla fal EH optycznych: Analogicznie
1
D
A


1.22 
gdzie  jest długością fali EH, D średnicą radioteleskopu.
By dla  =1m, osiągnąć zdolność rozdzielczą identyczną jak dla
teleskopu optycznego o średnicy 50 cm, czasza radioteleskopu
powinna mieć średnicę 1000 km
Radioteleskop o średnicy 100 m, przy długości fali 1m ma zdolność
rozdzielczą zaledwie 2/3 stopnia
2015-07-17
T.J.Jopek, Astrofizyka z elementami
kosmologii
13
Interferometry radiowe i optyczne
-
2015-07-17
T.J.Jopek, Astrofizyka z elementami
kosmologii
14
Interferometry
radiowe
i optyczne
2015-07-17
T.J.Jopek, Astrofizyka z elementami
kosmologii
15
2015-07-17
T.J.Jopek, Astrofizyka z elementami
kosmologii
16
2015-07-17
T.J.Jopek, Astrofizyka z elementami
kosmologii
17
2015-07-17
T.J.Jopek, Astrofizyka z elementami
kosmologii
18
Very Large Array – Magdalena NM USA
27 anten,
każda o średnicy 25 metrów,
ramiona mają po 16 km długości
Działając razem, anteny mają rozdzielczość
0.05’’ odpowiadającą pojedynczej antenie
o średnicy 36 km
2015-07-17
T.J.Jopek, Astrofizyka z elementami
kosmologii
20
ALMA -- 2010
64 x 12 m @ 16,400 ft
Chajnantor Chile
2015-07-17
T.J.Jopek, Astrofizyka z elementami
kosmologii
21
2015-07-17
T.J.Jopek, Astrofizyka z elementami
kosmologii
22
Square Kilometer Array
2015-07-17
T.J.Jopek, Astrofizyka z elementami
kosmologii
23
Terrestial planet finter
(koncepcja)
2015-07-17
T.J.Jopek, Astrofizyka z elementami
kosmologii
24
Dziękuję za uwagę
2015-07-17
T.J.Jopek, Astrofizyka z elementami
kosmologii
25