De werking van radiotelescopen

Radiogolven

bb

In de radiosterrenkunde werkt men met straling met zeer lange golflengtes. Waarvan op zijn laagst in cm en op zijn hoogst in de kilometers. Het onderzoeken met deze golflengten is zeer handig, omdat er een grotere marge is om golven in te meten. Door met deze lange golflengtes te werken is de frequentie, waarmee je werkt, ook zeer klein volgens de formule λ = c / f. Waarin λ de golflengte is van straling, c de snelheid van het licht in een vacuüm, dit is een constante en heeft een waarde van 300.000.000 m/s, en f de frequentie van een golf.

De meting van radiogolven

bb

Het meten van deze straling kan gedaan worden door de straling door een metalen stang met vrije elektronen te laten gaan. De vrije elektronen volgen de op-en-neer beweging van de straling en zullen daardoor in de buis ook een op en neer beweging maken, dat resoneren heet. Met de juiste apparatuur is deze beweging zeer gemakkelijk te berekenen. Met het resoneren van de elektronen kan de frequentie gemeten worden en daarmee ook de golflengte van de straling.

Positieve aspecten van radiosterrenkunde

bb

Het fijne van het werken met radiogolven is dat deze ook op de aarde te meten zijn, omdat ze, in tegenstelling tot infrarood bijvoorbeeld, door de atmosfeer en door de stofwolken in het heelal heen kunnen gaan. Hierdoor kunnen de gigantische installaties, die nodig zijn om de radiogolven te meten, op de grond gebouwd worden.

Een telescoop hoeft niet een zeer grote diameter te hebben om goed te kunnen functioneren. De sterkte van een telescoop wordt bepaald door de formule θ = λ / D, waar θ de resolutie is, de grote van een pixel in graden, λ de golflengte dat door de telescoop wordt gemeten en D de diameter van de telescoop. Het blijkt zo te zijn dat er nog een andere factor is dat de resolutie kan verbeteren, want het blijkt zo te zijn dat de afstand tussen twee samenwerkende telescopen de diameter kan vervangen. De formule verandert dus in θ = λ / B, waar de B staat voor breedtelijn of de stand tussen twee telescopen. Dit betekent dat twee samenwerkende telescopen, waarvan een aan de ene kant van de Aarde en de ander aan de andere kant van de Aarde zul je een resolutie krijgen dat hetzelfde is als een telescoop met een diameter van 12000 kilometer.

Probleem in radiosterrenkunde

bb

Als meerdere telescopen met elkaar werken dan zal het beeld dat je ziet ook aanzienlijk kunnen vergroten met een factor van de hoeveelheid telescopen dat bezig zijn, dit proces wordt interferometrie genoemd. De reden dat dit zo is, is dat straling een gewoonte heeft om elkaar te versterken als deze tegelijkertijd werken. Het is vaak heel lastig om dit voor elkaar te krijgen, omdat een telescoop op verschillende afstanden liggen van een geobserveerd object. Dus zal de straling niet exact tegelijkertijd aankomen dit kan verholpen worden door in de bedrading een extra lus te stoppen waardoor een waarneming pas later naar een computer wordt gestuurd, die het analyseert, dat helpt veel, maar is niet perfect. Het verschil in tijd is vaak maar enkele microseconden (10^-6 seconden), maar dat is al genoeg om te zorgen dat het proces van interferometrie niet in werking zal gaan en dan is het beeld versterkt met een factor van de wortel van de hoeveelheid telescopen. Dus met interferometrie zal, als voorbeeld 12 samenwerken telescopen, het beeld 12x zo groot zijn, maar zonder deze werking maar √12x zo groot.