Ραδιοτηλεσκόπια

Όπως στην οπτική Αστρονομία σαν βασικά όργανα χρησιμοποιούνται τα οπτικά τηλεσκόπια, για τη συλλογή των οπτικών κυμάτων, έτσι και στη Ραδιοαστρονομία χρησιμοποιούνται τα ραδιοτηλεσκόπια για συλλογή ραδιοκυμάτων.

Τα ραδιοτηλεσκόπια αποτελούνται, βασικά, από μια μεταλλική επιφάνεια κοίλου παραβολοειδούς σχήματος, πού έχει τη δυνατότητα ν’ ανακλά τα ραδιοκύματα και να τα συγκεντρώνει σε ένα σημείο, έξω απ’ αυτή, στην εστία. Εκεί τοποθετείται μια συσκευή κατάλληλη να δέχεται αυτά τα κύματα, ενώ μια σειρά ολόκληρη από ηλεκτρονικές διατάξεις επεξεργάζεται τα ερεθίσματα και τα οδηγεί σε ένα καταγραφικό σύστημα το όποιο απεικονίζει σε χαρτί την ένταση τους.

Το όλο σύστημα μπορεί να συντονιστεί ώστε να δέχεται ραδιοκύματα ορισμένου μόνο μήκους, ανάλογα με τις απαιτήσεις της έρευνας, ενώ συγχρόνως οι δυνατότητες συντονισμού έχουν σχέση με την ίδια την κατασκευή, όχι μόνο τού κατόπτρου, άλλα και ολόκληρου τού συστήματος. Όταν ενδιαφερόμαστε για ραδιοκύματα μεγαλύτερα από ένα μέτρο, μπορούμε αντί για κάτοπτρα με πλήρη επιφάνεια να χρησιμοποιήσουμε μεταλλικά πλέγματα. Αυτό μας επιτρέπει να μειώνουμε το βάρος της κατασκευής, πράγμα εντελώς απαραίτητο προκειμένου για τηλεσκόπιο μεγάλων διαστάσεων.
Το κάτοπτρο, πού είναι και το κύριο μέλος ενός ραδιοτηλεσκόπιου, στηρίζεται κατά τέτοιον τρόπο πού να μπορεί να σκοπεύει οποιοδήποτε σημείο τού ουρανού, πάνω από τον ορίζοντα.

Κάτι σημαντικό πού διαπιστώθηκε πειραματικά, παρά το ότι αναμενόταν, είναι ότι ή παρατήρηση με ραδιοτηλεσκόπιο δεν εμποδίζεται από το φως της ημέρας ή τι νέφωση τού ουρανού. Τα ραδιοκύματα άνετα περνούν τα σύννεφα, χωρίς να απορροφώνται, ενώ το φως δεν έχει καμία επίδραση σ’ αυτά. Αυτό επιτρέπει στους ραδιοαστρονόμους να εργάζονται συνέχεια, ανεξάρτητα από το αν είναι νύχτα ή μέρα, αρκεί τα αντικείμενα πού παρατηρούν να βρίσκονται πάνω από τον ορίζοντα. Ωστόσο, υπάρχουν ορισμένες θέσεις εργασίας που είναι καλύτερα προσαρμοσμένες για την νυχτερινή εργασία, τόσο στον τομέα της αστρονομίας, όπως στο εστιατόριο, κλαμπ και στις βιομηχανίες casino. Κατά την εκτέλεση της εν λόγω αστρονομικής έρευνας, οι καιρικές συνθήκες, τα επίπεδα του φωτός και η ώρα της ημέρας είναι όλοι σημαντικοί παράγοντες προς εξέταση. Επιτρέπει, δηλαδή, την πολύωρη παρατήρηση, πράγμα πού είναι αδύνατο για οπτικούς αστρονόμους, πού για να εργαστούν χρειάζονται όχι μόνο να είναι νύχτα, άλλα και το παρατηρούμενο αντικείμενο να βρίσκεται σε ύψος μεγαλύτερο από 25° – 30° πάνω από τον ορίζοντα τού τόπου. Γιατί, το μεγάλο πάχος της ατμόσφαιρας και οι σημαντικές απορροφήσεις τού φωτός στα μικρότερα ύψη δεν επιτρέπουν την πραγματοποίηση παρατηρήσεων καλής ποιότητας. Στη ραδιοαστρονομική παρατήρηση δεν παρεμβάλλονται ατμοσφαιρικές διαταραχές ή βαριά και μολυσμένη ατμόσφαιρα, πού μας αναγκάζουν να εγκαθιστούμε τα οπτικά τηλεσκόπια σε ψηλά βουνά και απομακρυσμένες από τις πόλεις περιοχές, με όλες τις δυσκολίες πού συνεπάγονται οι καταστάσεις αυτές.

Το μεγαλύτερο ραδιοτηλεσκόπιο στον κόσμο βρίσκεται στο Arecibo του Puerto Rico

Παρά το ότι η τεχνική της κατασκευής ραδιοτηλεσκόπιων έχει τελειοποιηθεί σε πολύ μεγάλο βαθμό, και πάλι υστερούν στην ακρίβεια σκοπεύσεως από τα οπτικά τηλεσκόπια. Έτσι, ενώ με τα οπτικά τηλεσκόπια μπορούμε να καθορίσουμε τη θέση ενός άστρου με τόση ακρίβεια ώστε το σφάλμα να είναι περίπου ένα εκατοστό του δευτερολέπτου τού τόξου, τα σφάλματα πού υπεισέρχονται στις αντίστοιχες ραδιοαστρονομικές μετρήσεις είναι μερικά ολόκληρα δευτερόλεπτα. Αυτό αποτελεί ένα πολύ σοβαρό μειονέκτημα τους, γιατί πολύ συχνά δυσκολεύει τους ερευνητές να ταυτίσουν μια ραδιοπηγή με το αντικείμενο πού παράγει τα κύματα, ή κάτι παρόμοιο στη λεπτομερή χάραξη των ραδιοϊσοφώτων μιας εκτεταμένης ραδιοπηγής, π.χ. ενός νεφελώματος.

Για να βελτιωθεί ή ακρίβεια καθορισμού θέσεως των ραδιοπηγών με τα ραδιοτηλεσκόπια επινοήθηκαν τα ραδιοτηλεσκόπια – συμβολόμετρα.

Ένα συμβολόμετρο με μεγάλη επιμήκη βάση. Η διακριτική του ικανότητα αντιστοιχεί προς εκείνη που θα είχαμε από ένα παραβολικό κάτοπτρο με διάμετρο ίση προς την απόσταση μεταξύ των δύο κεραιών.

Πρόκειται για συστήματα από άπλα ραδιοτηλεσκόπια, πού είναι εγκατεστημένα σε τέτοιες αποστάσεις μεταξύ τους ώστε να πετυχαίνουν τη συμβολή των ραδιοκυμάτων ορισμένου μήκους κύματος πού προέρχονται από μια συγκεκριμένη ραδιοπηγή. Για το σκοπό αυτόν τοποθετούνται δύο ή περισσότερα ραδιοτηλεσκόπια ούτω σώστε ή απόσταση τους να είναι ακέραιο πολλαπλάσιο τού μήκους κύματος στο όποιο γίνεται ή παρατήρηση. Έτσι. όταν τα ραδιοκύματα μιας ραδιοπηγής φτάσουν στους δυο δέκτες, πού είναι τα επιμέρους ραδιοτηλεσκόπια του συμβολομέτρου, προστίθενται και δίδουν εντονότερη τη λήψη τους. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα την ευκολότερη λήψη από τις ασθενείς ραδιοπηγές και τον ακριβέστερο προσδιορισμό της θέσης τους. Πολλά συμβολόμετρα λειτουργούν σήμερα σε πολλά μέρη τού κόσμου.

Σε όσο μεγαλύτερη απόσταση μεταξύ τους βρίσκονται οι κεραίες τού συμβολομέτρου, τόσο ή απόδοση του θα έπρεπε να είναι καλύτερη. Όμως, σε περιπτώσεις πού οι αποστάσεις αυτές είναι πολύ μεγάλες παρουσιάζονται σοβαρά προβλήματα στη συνδεσμολογία μεταβιβάσεως τού σήματος λήψεως. Γι’ αυτό, το Ιδανικό συμβολόμετρο πού θα μπορούσε ν’ αποτελείται από δύο κεραίες τοποθετημένες στα δύο άκρα μιας διαμέτρου της Γης και πού παλαιότερα προσπάθησαν να κατασκευάσουν, στην πράξη δεν μπορεί ν’ αποδώσει τα απαιτούμενα αποτελέσματα.

Πηγή: “Αστρονομία Για Όλους” του Πέτρου Ροβίθη

Κατεβάστε το άρθρο σε pdf