Radio interferometru
Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 1 septembrie 2021; verificările necesită 2 modificări .Un radio interferometru este un instrument pentru observații radioastronomice cu rezoluție unghiulară mare , care constă din cel puțin două antene separate printr-o distanță și interconectate printr-o linie de comunicație prin cablu [1] [2] .
Interferometrele radio sunt folosite pentru a măsura elementele fine de colț în emisia radio a cerului [3] . În special, ele sunt folosite pentru a obține coordonate deosebit de precise și dimensiuni unghiulare ale obiectelor astronomice , precum și imagini radio ale corpurilor cerești cu rezoluție înaltă [4] .
Cu interferometria radio , sunt atinse rezoluții unghiulare de până la ~0,001 ″ . Pentru comparație, rezoluția unghiulară limită a antenelor individuale ale radiotelescoapelor este de ~17 ″ ( diametrul 100 m la o lungime de undă de 7 mm ), ceea ce nu este suficient pentru a rezolva structura surselor radio îndepărtate . În optică , rezoluția telescoapelor mari de la sol ( diametrul ~ 6 m ) are o limită de ~ 1 ″ . Interferometria radio face posibilă efectuarea unor cercetări atât de importante pentru astronomie , cum ar fi: măsurarea pozițiilor surselor radio cu o precizie care să permită realizarea identificării cu obiecte găsite în intervalele optice și în alte domenii ale spectrului electromagnetic ; pentru a măsura și compara cu o rezoluție unghiulară comparabilă, cum ar fi luminozitatea , polarizarea și spectrul de frecvență a detaliilor obiectului de studiu în domeniul radio și în optică [3] .
O etapă ulterioară în dezvoltarea interferometriei radio a fost așa-numita metodă de interferometrie radio cu rază ultra-lungă [2] .
Istorie
Descoperirile emisiei radio cosmice de către Jansky și Roeber au fost făcute pe baza măsurătorilor puterii primite de o singură antenă . Interferometria radio a început să se dezvolte după cel de-al Doilea Război Mondial , în timpul căruia studiul influenței activității solare asupra receptoarelor radar a atras o atenție suplimentară asupra posibilităților radioastronomiei . În 1946, Ryle și Vanberg au construit un analog radio al interferometrului optic Michelson folosind rețele de dipol pentru 175 MHz . Baza sa schimbat de la 10 la 140 de lungimi de undă . În acesta și în majoritatea celorlalte interferometre din anii 1950 și 60 care funcționează la lungimi de undă de metru , modelul antenei a fost stabilit de-a lungul meridianului și scanarea în ascensiune dreaptă a fost efectuată cu rotația Pământului [5] .
În 1965, oamenii de știință sovietici L. I. Matveenko , N. S. Kardashev , G. B. Sholomitsky și-au propus să înregistreze în mod independent datele pe fiecare antenă de interferometru și apoi să le proceseze împreună, ca și cum ar fi simularea fenomenului de interferență pe un computer . Acest lucru permite antenelor să fie răspândite pe distanțe arbitrar lungi. Prin urmare, metoda a fost numită radiointerferometrie de bază foarte lungă (VLBI) și a fost utilizată cu succes de la începutul anilor 1970.
Cum funcționează
Frontul unei unde electromagnetice emise de o stea îndepărtată din apropierea Pământului poate fi considerat plat. În cazul celui mai simplu interferometru, format din două antene , diferența de cale a razelor care au ajuns la aceste două antene va fi egală cu
,
Unde
- diferența în calea razelor; — distanța dintre antene; - unghiul dintre directia de sosire a razelor si normala la linia pe care sunt amplasate antenele.
Astfel, la , undele care sosesc la ambele antene sunt însumate în fază. Valurile vor fi în antifază pentru prima dată la
. .
unde este lungimea de undă.
Următorul maxim va fi la , minimul va fi la , și așa mai departe.
Astfel, se obține un model de radiație cu mai multe lobi (DN), a cărui lățime a lobului principal este egală cu . Lățimea lobului principal determină rezoluția unghiulară maximă a interferometrului radio, adică este aproximativ egală cu lățimea acestuia [7] .
Cu un număr mai mare de antene amplasate periodic, lățimea maximului principal va fi determinată de raportul dintre lungimea de undă și distanța dintre antenele extreme, iar distanța până la maximele laterale va fi determinată de raportul dintre două lungimi de undă față de distanța dintre antenele adiacente, adică odată cu creșterea numărului de antene, maximele laterale se vor îndepărta de cea principală. De regulă, antenele cu interferometru sunt direcționate prin coborârea lobilor laterali ai modelului de radiație interferometru datorită RP a antenelor individuale.
Antenele sunt conectate prin defazatoare , care pot fi controlate pentru a schimba direcția maximului principal al modelului interferometrului.
Dispozitiv
Un interferometru radio este format din două (interferometru radio elementar) sau mai multe antene separate la o distanță mare și interconectate printr-un cablu, ghid de undă sau linie de comunicație releu. Semnalele primite de antene de la sursa de emisie radio sunt transmise prin linia de comunicație la intrarea unui dispozitiv de recepție comun, unde sunt analizate și înregistrate. [unu]
Pierderile cablurilor de înaltă frecvență și atenuarea semnalului asociată limitează bazele interferometrelor radio , în special la frecvențe înalte. Prin urmare, semnalele primite sunt mai întâi amplificate, convertite la frecvențe joase și abia apoi transmise prin cablu sau folosind un repetor similar televiziunii. Totodată, pentru a nu pierde coerența semnalelor și pentru a controla lungimea electrică a căilor de propagare a acestora, se transmit semnale auxiliare. Lungimea de bază a unor astfel de interferometre radio poate fi de zeci de kilometri , iar rezoluția unghiulară poate fi de zecimi de secundă de arc. Cu toate acestea, o creștere suplimentară a bazei este asociată cu dificultăți în transmiterea semnalului fără pierderea coerenței, cu complexitatea controlului lungimii electrice ale canalelor de transmisie a semnalului și cu compensarea întârzierilor mari ale semnalului. [2]
Galeria de interferometre radio
-
Vedere VLA de pe orbita satelitului
-
Antene principale ATKA
-
Harta MERLIN
-
HSRT
Galerie de imagini radio interferometrie
-
3C75
Vezi și
Note
- ↑ 1 2 [bse.sci-lib.com/article094926.html Interferometru radio] . Marea Enciclopedie Sovietică . Ediția a III-a (1978). Preluat la 21 august 2009. Arhivat din original la 6 aprilie 2012. (Accesat: 16 noiembrie 2011)
- ↑ 1 2 3 Radio interferometru // Fizica spațială: Mica Enciclopedie / Ed. R. A. Sunyaeva . - Ed. a II-a. - M . : Enciclopedia Sovietică, 1986. - S. 547. - 783 p. — ISBN 524(03). (Accesat: 16 noiembrie 2011)
- ↑ 1 2 Thompson și colab., 1989 , p. unsprezece.
- ↑ Konnikova V.K., Lekht E.E., Silantiev N.A. 6.4. Interferometre // Radioastronomie practică / M. G. Mingaliev, M. G. Larionov. - M. : MGU, 2011. - S. 241. - 304 p. (Accesat: 29 noiembrie 2011)
- ↑ Thompson și colab., 1989 , p. 26.
- ↑ Thompson și colab., 1989 , p. 54.
- ↑ Prokhorov M., Rudnitsky G. The most sharp-sighted telescope // Around the world . - 2006. - Nr. 12 .
Literatură
- Thompson R., Moran J., Swenson J. Interferometria și sinteza în radioastronomie / Ed. L. I. Matveenko. — M .: Mir, 1989. — 568 p. - 1220 de exemplare. — ISBN 5-03-001054-8 , BBC 22.64. (Accesat: 31 ianuarie 2012)
Link -uri
 Dicționare și enciclopedii |
|---|
| Telescop | |
|---|---|
| Tip de | |
| montură | |
| Alte | |
| radioastronomie | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Noțiuni de bază | |||||||||
| radiotelescoape |
| ||||||||
| Personalități | |||||||||
| subiecte asemănătoare | |||||||||
| Categorie:Radioastronomie | |||||||||