Miksi radioteleskooppien on niin huonolla resoluutiolla ?

Radioastronomian on paljastanut pulsareja , kvasaareista jamikroaaltouuni taustasäteily , joka tarjoaavahvin todisteBig Bang Theory . Se on myös käytetty tarkastellajakelu ja koostumusvaltava pilvien materiaalin välillätähdet . Mikään näistä asiat ovat mahdollisia optisen astronomian . Mutta radioastronomiaan voi myös olla turhauttavaa, koskakuvia se tuottaa paljon vähemmän yksityiskohtaisia ​​kuin kuvia optiset teleskoopit . Tämä ei johdu puutteista radioteleskooppien; se on seurausta fyysisestä luonteesta kuvankäsittelyä . Diffraktio

Jokainen koululainen oppii, että valo kulkee suoraviivaisesti , ja se on totta - tiettyyn pisteeseen asti . Mutta jos estät puolivalonsäteen veitsellä sitten hyvin huolellisestivarjo se tuottaa ruudulla , näet jotain epätavallista . Jos valo vain kulkee suoraa viivaa voit odottaaruudunpuolikkaassa edelläveitsenterällä olevan tasaisessa valoisa japuoli reunan alapuolella olevan tasaisessa pimeässä. Sen sijaanvähän valoa hiipiitumma puoli jahieman pimeys tekee tiensävaloa puoli . Valo - ja muita sähkömagneettisen säteilyn , kuten radioaallot - taipuuhieman , kun se osuureunaan . Että taivutus vaikutus kutsutaan diffraktio .
Diffraktio ja päätöslauselman

Diffraktio on aina olemassa . Normaalisti et näe sitä, koska on niin paljon valoa ympäri että eri diffraktiokuvioita keskimäärin , mutta kun keskittyä valondiffraktio paljastuu . Valopiste ei tarkenna alastäydellinen pisteeseen , muttaepäselvä paikalla ympäröi hiipumassa renkaat . Sitä kutsutaandiffraktiopisteen tai joskus" Ilmava levy . "

Kaksi tekijät määräävät kuinka iso, että levy on :halkaisijapeili tai linssi jaaallonpituussähkömagneettista säteilyä. Suuremmat että diffraktiopisteen ,vähemmän yksityiskohtaisia​​kuva . Suuri diffraktiopilkkuja päällekkäin joten et voi tehdä pieniä ominaisuuksia . Tähtitieteilijät yleensä määrällisesti hämärtyminen kannalta kulmaerottelukaukoputki . Teleskooppi ei voi erottaa kaksi täplää , jotka ovat lähempänä kuin sen kulmaresoluutio . Kulmaerotteluteleskooppi on verrannollinenaallonpituuden jaettuna sen halkaisija . Muut tekijät voivat tehdä kulmaerottelu huonompi , mutta ei koskaan parempaa .
Light ja Radio

radioteleskooppi on paljon suurempi kuinoptisen teleskoopin , muttatarkkuus on huonompi .

Valo ja radioaallot ovat sähkömagneettisen säteilyn muotoja; ainoa ero onaallonpituus ja taajuus . Joten he molemmat käyttäytyvät täsmälleensamalla tavalla . Tyypillinen valon aallonpituus on noin 500 nanometriä , tai 500 miljardisosaa metriä . Suurimmat optiset teleskoopit ovat noin 10 metriä halkaisijaltaan , joten heillä onkulmaerottelua noin 5 x 10 ^ ( -8 ) radiaani eli noin 0,01 kaarisekuntia .

Radioaallot onpaljon suurempi aallonpituusalueella . Varten radioastronomian ,alue on noin 10 metriä noin 1 senttimetri . Suurin radioteleskooppi on noin 300 metriä halkaisijaltaan , joten sen kulmaresoluutio on kaikkialla 0,03 radiaanit 0,00003 radiaaneina , eli noin 6000-6 sekuntikenttiin . Suuremmat kulmaerottelu ,blurrierkuvan; Kuviensuurin radioteleskooppi ovat vähintään 600 kertaa fuzzier kuin Kuviensuurin optiset teleskoopit .
tarkempia
Yhdistämällä lähtö monista erotettu kaukoputket parantaaresoluutio .

kuten voitte kertoa kulmaerottelu yhtälö ,ainoa tapa saada parempi resoluutio on tehdäkaukoputken isompi . Suuret radioteleskooppien on erittäin vaikea rakentaa , joten ei todellakaan olevaihtoehto . Sen sijaan , Radioastronomeille yhdistää mittauksia eri radioteleskooppien yhteentekniikkaa kutsutaan interferometria . Jos sinulle täydellisesti yhdistäälähtö kahdesta kaukoputket 500 metrin päässä toisistaan ​​, ne toimivat kuten yksi kaukoputki 500 metriä halkaisijaltaan . Kauempana toisistaan​​kaukoputket ,parempiresoluutio . Valitettavastikauempana toisistaan​​kaukoputket ,vaikeampaa on yhdistää kuvia - mutta nykypäivän Radioastronomeille tehdä tämän kaiken aikaa .

Jopa niin,resoluutio on vielä rajallinen. Jos etsit 10 metrin radioaaltoja ja voit yhdistäälähtö kahden radioteleskooppien kokonaan poikki Maan toisistaan ​​saat vainpäätöslauselman noin 0,2 kaarisekuntia - noin 20 kertaa pahempi kuinparhaat optiset teleskoopit .