تلسکوپ رادیویی

واضح آرشیو وب فارسی:فان پاتوق: مقدمه
درست همانطور که تلسکوپهای اپتیکی جدید و بزرگ امروزی مستقیما از نمونه.های اولیه ساخته شده توسط گالیله ، نیوتن تکامل یافته.اند، رادیو تلسکوپهای بزرگ نیز نوع تکامل یافته اولین تلسکوپ رادیویی ساده.ای هستند که در سال 1932 توسط کارل یانسکی (50 - 1905) طراحی شده بود. یانسکی زمانی که به عنوان مهندس در شرکت تلفن بل مشغول به کار بود بطور تصادفی امواج رادیویی کیهانی را کشف کرد.

کمپانی مزبور از او خواسته بود تا پارازیتهای جوی عجیبی را که در این ارتباطات رادیویی وارد می.شوند، شناسایی کند. جهت انجام اینکار ، یانسکی با سیم ، ابزاری شبیه به چرخ و فلک ساخت و به کمک آن توانست جهت آمدن این پارازیتهای عجیب را کشف کند. او می.دانست که پارازیتهای ناشی از رعد و برق و توفان همیشه به صورت "ترق و تروق" شنیده می.شوند. ولی علاوه بر این صداها ، صدای ضعیف و مداومی نیز به صورت "خش خش" دائما به گوش می.رسید.

عکس پیدا نشد

منشأ امواج رادیویی کیهانی
رد گیری منبع این صدا ، فکر یانسکی را به خود مشغول ساخت. او خورشید را مورد بررسی قرار داد، ولی دریافت که صدای "خش خش" ناشی از ستارگان است و نه مخصوصا در زمانی که لک خورشیدی در چرخه 11 ساله خود به اوج می.رسد. ولی یانسکی در زمانی مشغول تحقیقی بود که لک خورشیدی به حداقل رسیده بود و از اینرو پارازیتهای خورشیدی بسیار اندک بود.

یانسکی آنتن زمخت و ابتدایی خود را بسوی تمام قسمتهای آسمتان نشانه رفت و ستارگان و صورتهای فلکی را یک به یک مورد آزمایش قرار داد. او به این نتیجه رسید که صدای خش خش از لکی واقع در راه شیری ناشی می.شود؛ همان لکی که در صورت فلکی نیم اسب (قوس) قرار دارد و گمان می.رود که مرکز کهکشان ما باشد.

ستارگان تنها اشعه مرئی نور گسیل نمی.کنند، بلکه تشعشعاتی با طول موج کوتاهتر (اشعه ایکس) و بلندتر (گرما ، موج رادیویی) نیز از آنها ساطع می.شود. در حقیقت ستارگان نیز چون همه اجسام داغ در همه قسمتهای طیف الکترومغناطیسی اشعه گسیل می.کنند. اما جو زمین فقط نسبت به نور و موج رادیویی شفاف است. تمام تشعشعات دیگری که توسط ستارگان گسیل می.شود به ما نمی.رسد، زیرا که بخش اعظم آن بوسیله جو جذب می.گردد.

از زمان یانسکی به بعد کشفیات مهم دیگری به عمل آمده است. در موارد بسیاری ، تلسکوپهای رادیویی کشفهای مهمتری نسبت به تلسکوپهای اپتیکی انجام داده.اند؛ دلیل آن امر این است که آنها می.توانند اعماق دور دست فضا را ببنند. ستاره شناسان با تلسکوپ رادیویی طبیعت ویژه اخترنماها و بعدا نیز تپ اخترها را کشف کرده.اند. آنها با این ابزار ، نقشه آسمان را نیز بر اساس علائم گوناگون گسیل شده از ستارگان ، سحابیها و کهکشانها تهیه کرده.اند. امروزه رادیوتلسکوپها به صورت غول پیکر و در اشکال و اندازه.های مختلف ساخته می.شوند. با این حال آنها عمدتا از دو نوع تشکیل شده اند: آنتن بشقابی و آنتن خطی.

تلسکوپهای رادیویی آنتن بشقابی
تلسکوپهای رادیویی آنتن بشقابی متداولترین نوع تلسکوپها به شمار می.رود. تلسکوپ رادیویی به صورت ثابت یا متحرک قرار داده می.شود. برخلاف تلسکوپ اپتیکی ، رویه تلسکوپ رادیویی لازم نیست فوق العاده دقیق و منظم باشد. ولی درست مانند بازتابنده اپتیکی تلسکوپ اپتیکی که امواج نور را جمع می.کند، آنتن بشقابی تلسکوپ رادیویی نیز امواج رادیویی جمع کرده و آنها را در یک گیرنده رادیویی متمرکز می.سازد. امواج در برگیرنده رادیویی تقویت می.شوند و در اتاق کنترل مجاور که بوسیله کامپیوتر کار می.کند ثبت می.گردند.

قطر (دهانه) بشقاب نشان دهنده آن است که تلسکوپ رادیویی ، تا چه عمق از فضا را می.بیند، حدود ابعاد بشقاب یک تلسکوپ رادیویی متحرک به مقاومت مصالح (مواد) آن بستگی دارد، زیرا اجزای بشقاب در اثر بادهای شدید خم و در هم پیچیده می.شوند. برای غلبه بر این مشکل گاهی بشقابهای ثابت بکار گرفته می.شوند. در این حالت ، به جای نشانه روی بشقاب به تمام قسمتهای آسمان ، باید قسمت مورد نظر آسمان ور بسوی آنتن باشد و از اینرو نوع آنتنها به خوبی آنتنهای متحرک نیستند.

به عنوان مثال ، یک تلسکوپ رادیویی بشقابی در افلبورگ قرار دارد که این تلسکوپ می.تواند به سمت هر قسمت آسمان هدایت شود. سطح آن از یک شبکه سیمی تشکیل شده است. بشقاب تلسکوپ امواج رادیویی را جمع آوری کرده و آنها را در یک نقطه (مانند تلسکوپ نوری) متمرکز ساخته و تقویت می.کند. موج رادیویی که جو اجازه عبور به آنها می دهد (دریچه رادیویی ) دارای طول موجهایی بین 2-10 تا 30 متر است. تلسکوپهای نوری مطالعه جهان را با استفاده از اشعه.ای که از دریچه نوری می.گذرد میسر می.سازد. تلسکوپهای رادیویی اطلاعات دیگری از جهان حول و حوش را به کمک اشعه.ای که از دریچه رادیویی جو می.گذرد، فراهم می.آورند.

شباهتها و تفاوتهای تلسکوپ رادیویی با تلسکوپ بازتابی
شباهتها
1.هر دو دارای آینه.ای هستند که معمولاً به شکل سهمیوار است.
2.در هر دو از استقرار معدل النهاری استفاده می.شود.
3.هر دو برای جمع آوردن انرژی اجرام سماوی مورد مطالعه بکار می.رود.
4.هر دو چنان طرح می.شوند که تا حد امکان توان تفکیک بزرگی داشته باشند.
تفاوتها
1.آینه نوری یک تلسکوپ بازتابی از شیشه.ای ساخته شده که لایه نازکی از آلومینیوم بر آن اندود شده است، در حالی که آینه رادیویی از شبکه.ای سیمی یا از ورقه.های فلزی که به دقت بریده شده.اند ساخته شده است.

2.بعضی از تلسکوپهای رادیویی (از جمله تلسکوپ رادیویی به قطر 305 متر در آره سی بو ، پوئر ریکو) پایه ندارند و تنها در مواقعی می.توانند مورد استفاده قرار گیرند که شیء مورد مطالعه در موضعی مناسب برای رصد باشد. تلسکوپهای رادیویی دیگر (مثلا تلسکوپی به قطر 91 متر در گرین بنک ، ویرجینیای غربی) را تنها می.توان از حیث ارتفاع از افق تغییر جهت داد و فقط موقعی قابل استفاده است که شی در نصف النهار مکان یا نزدیک به آن باشد.

3.زمین کلاً توانی در حدود یکصد وات را از چشمه.های رادیویی قوی دریافت می.کند. از این مقدار فقط 14-10 وات را تلسکوپهای رادیویی غول پیکر دریافت می.کنند. توانی که یک تلسکوپ رادیویی جمع می.کند باید یک تریلیون مرتبه یا بیشتر تقویت شود تا ثبات بتواند آن را ثبت کند.

4.کمترین زاویه.ای که تلسکوپهای رادیویی می.توانند از هم تفکیک کنند (توان تفکیک) بسیار بزرگتر از این زاویه در تلسکوپهای نوری است (یعنی نمی.توان به جزئیاتی در حد تلسکوپهای نوری دست یافت).

توان تفکیک یک تلسکوپ رادیویی 180 متری برای موج 20 سانتیمتری عبارت است از: 4 دقیقه و 40 ثانیه. به این ترتیب دو چشمه رادیویی را که موج رادیویی 20 سانتیمتری گسیل می.کنند تنها در صورتی می.توان به دو گسیلنده مجزا تفکیک کرد که فاصله زاویه.ای بین آنها 4 دقیقه و 40 ثانیه باشد.
افزایش توان تفکیک
راههای چندی برای بهتر کردن توان تفکیک یعنی برای کوچکتر کردن آن ، وجود دارد. دو تا از این راهها عبارتند از:

•استفاده از تداخل سنج رادیویی. تداخل سنج رادیویی تشکیل شده است از دو تلسکوپ رادیویی که به فاصله چند یا چندین کیلومتر از یکدیگر قرار گرفته.اند. در چنین وضعی فاصله بین دو دستگاه به مثابه قطر آینه در فرمول بالا بکار می.رود و به این ترتیب توان تفکیک به میزان زیادی افزایش پیدا می.کند. این تداخل سنجها تعیین مکان دقیق بسیاری از چشمه.های رادیویی را میسر ساختند.

•ردیفهایی متشکل از چندین آنتن دو قطبی ثابت نظیر تلسکوپ رادیویی میلزکراس دانشگاه سیدنی استرالیا ، با چنین تلسکوپی می.توان با هزینه نسبتاً کم به توان تفکیک خوبی دست یافت.

تفاوتهایی میان تلسکوپهای نوری و رادیویی
•نور ستارگان را فقط در هنگام شب می.توان مطالعه کرد، ولی موج رادیویی را در بیست و چهار ساعت شبانه روز می.توان مورد بررسی قرار داد. این امواج تقریباً بی آنکه با مانعی روبرو شوند. از ابر های جو زمین و نیز از خلال گاز و غبار میان ستاره.ای که نواحی وسیعی از کیهان را فرا گرفته است می.گذرد.

•در حالی که محصول نهایی تلسکوپ نوری عکس یا رصد بصری است، اطلاعاتی که از تلسکوپ رادیویی بدست می.آید به صورت جریانهای متوج الکتریکی است که با دستگاه سنجی خوانده می.شود. موج رادیویی که از کاسه سهمیوار منعکس می.شود، به گیرنده.ای که در کانون سهمیوار قرار دارد می.رسد. علامت دریافت شده پس از تقویت به دستگاه سنجش منتقل می.گردد.

•در حالی که رصدخانه نوری را معمولاً در قله کوهها می.سازند تا بالاتر از لایه بزرگی از جو باشد، نکته اصلی در تعیین محل استقرار رصدخانه رادیویی دور بودن آن است. از علائم رادیو و تلویزیون و نویزی که منشاء آن سیستم احتراق اتومبیلها و هواپیما است.

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: فان پاتوق]

[مشاهده در: www.funpatogh.com]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 84]