الرصد الراديوي ودون المليمتر
يكشف الرصد الراديوي ودون المليمتر أطول أطوال موجات الإشعاع الكوني باستخدام أطباق فردية ومصفوفات تداخلية، مستكشفًا الغاز البارد، والمجالات المغناطيسية، والانبعاثات غير الحرارية.
Definition
الرصد الراديوي ودون المليمتر هو الكشف والتصوير للإشعاع السماوي عند أطوال موجية تتراوح تقريبًا من المليمتر إلى عدة أمتار، باستخدام الهوائيات، وغالبًا مصفوفات تداخلية، لتحقيق دقة عالية.
Scope
يغطي هذا الموضوع الرصد عند الأطوال الموجية الراديوية ودون المليمترية، بما في ذلك التلسكوبات ذات الطبق الواحد، ومستقبلات التغاير الفوقي (heterodyne) والمقاييس الحرارية (bolometric)، والتداخل (interferometry) والتوليف الفتحوي (aperture synthesis) التي تجمع العديد من الهوائيات لتحقيق دقة زاويّة عالية. ويتناول العمليات الفيزيائية التي يمكن الوصول إليها في هذا النطاق، مثل انبعاث السنكروترون، والانبعاث الحراري للغبار، وانتقالات الخطوط الطيفية للذرات والجزيئات.
Core questions
- كيف يحقق التداخل والتوليف الفتحوي دقة زاويّة عالية من مصفوفات الهوائيات؟
- ما هي عمليات الانبعاث التي تهيمن عند الأطوال الموجية الراديوية ودون المليمترية؟
- كيف يتم رصد وتفسير الخطوط الطيفية مثل خط 21 سم والانتقالات الجزيئية؟
- ما الذي يميز الكشف بالتغاير الفوقي عن الكشف المستمر في هذا النطاق؟
Key theories
- تداخل التوليف الفتحوي (Aperture synthesis interferometry)
- يؤدي دمج الإشارات من أزواج الهوائيات إلى أخذ عينات من البنية المكانية للمصدر، وتُجمّع العديد من الخطوط الأساسية معًا لتوليف صورة بدقة تلسكوب بحجم امتداد المصفوفة.
- انبعاث السنكروترون والانبعاث الحراري
- ينشأ الطيف الراديوي المستمر بشكل كبير من إشعاع السنكروترون للإلكترونات النسبية في المجالات المغناطيسية، بينما يهيمن على نطاق دون المليمتر الانبعاث الحراري من الغبار البارد.
Clinical relevance
تكشف بيانات الراديو ودون المليمتر عن السحب الجزيئية الباردة وتكوين النجوم، والهيدروجين المحايد الذي يتتبع ديناميكيات المجرات، والنجوم النابضة (pulsars) والنوى المجرية النشطة، والخلفية الكونية الميكروية، مكملةً ما يمكن أن تظهره الأطوال الموجية الأقصر.
History
أرسى اكتشاف يانسكي عام 1932 للانبعاث الراديوي المجري أساس علم الفلك الراديوي؛ وقد أدى التطور اللاحق للتداخل التوليفي الفتحوي (aperture-synthesis interferometry) بواسطة رايل وآخرين، ثم مصفوفات المليمتر ودون المليمتر لاحقًا، إلى تحقيق تصوير عالي الدقة عبر هذا النطاق.
Related topics
Seminal works
- thompson2017
- wilson2013
- lena2012
Frequently asked questions
- لماذا تحتاج التلسكوبات الراديوية إلى أن تكون كبيرة جدًا أو تستخدم مصفوفات؟
- تعتمد الدقة الزاويّة على نسبة الطول الموجي إلى الفتحة؛ ولأن الأطوال الموجية الراديوية طويلة، فإن هناك حاجة إلى أطباق كبيرة جدًا أو مصفوفات من الهوائيات المنتشرة على مسافات كيلومترات لحل التفاصيل الدقيقة.
- ما هو خط 21 سم؟
- هو خط طيفي راديوي ينبعث من الهيدروجين المحايد عند طول موجي 21 سنتيمترًا، ويُستخدم على نطاق واسع لرسم خرائط توزيع وحركة غاز الهيدروجين في المجرات.