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Come gli interferometri radio trasformano le stelle distanti in mappe ad alta risoluzione

Guardare il cielo notturno può sembrare un’attività passiva. non lo è. Siamo costantemente esposti a segnali invisibili, onde radio emesse da stelle, galassie e fenomeni troppo freddi o lontani per emettere luce visibile. Ma sono difficili da catturare. Una singola parabola satellitare è come cercare di vedere un segnale a un miglio di distanza con un occhio chiuso. Hai un’idea sfocata di cosa c’è, ma mi mancano i dettagli. Per risolvere questo problema, gli astronomi hanno sviluppato un trucco che trasforma un gruppo di antenne indipendenti in una superlente delle dimensioni della Terra.

Questo è un interferometro radio.

Anche se sembra una terminologia progettuale complicata, il concetto è sorprendentemente semplice. Utilizzare due o più antenne separate. Puntateli verso lo stesso bersaglio nello spazio. Quindi collegali allo stesso ricevitore. Combinando i segnali è possibile ottenere risoluzioni che non sono possibili con una singola antenna. Le antenne non devono essere una accanto all’altra. Possono essere sparsi su campi, continenti e persino in orbita. Il satellite giapponese VSOP, combinato con i telescopi terrestri, crea una linea di base (la distanza tra i punti più distanti della schiera) fino a 33.000 chilometri. È più vicino alla Luna di quanto la maggior parte degli esseri umani sia mai stata.

Per saperne di più

射电干涉仪的原理与可见光天文学中使用的光学干涉仪相同. 无线电波比光波长得多。 无线电波可以有公共汽车那么大。 光波比一粒沙子还要小。 由于波长要大得多,因此必须放大仪器才能匹配.

这就是物理学变得有趣的地方. 当来自遥远恒星的无线电波撞击地球时,它不会在完全相同的纳秒内撞击所有天线. 波首先击中最近的天线。 穿过地面到达下一个目标需要时间。 该时间差会产生相移。 如果您只是将原始信号加在一起,它们会相互抵消或产生噪音.

因此,工程师使用了可变延迟机制. 它本质上是一个高速定时器,可以阻止来自较近天线的信号,等待电波到达较远的天线. 一旦它们“同步”,系统就会让它们进行干扰. 这与将两块石头扔进池塘时看到的干涉图案相同. 波纹交叉,形成高水位区域(增强)e和平坦表面(取消).

在某些设置中 ,天线是固定的. 地球的自转改变了它们相对于信号源的距离,导致信号交替增强和抵消. 在其他情况下,您可以物理移动天线来改变间距。 干涉所需的距离取决于source的波长和直径。 如果您知道波长并测量干涉图样,则可以计算发射波的物体的物理尺寸. 这是一种衡量不可衡量事物的方法.

Re delle Pianure: VLA

Se vuoi sapere come sono gli interferometri radio più potenti, vai nel Nuovo Messico.

Il Very Large Array (VLA) si trova nelle pianure di San Agustin vicino a Socorro. Ampiamente riconosciuta come la radio più potente

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