Observation radio et submillimétrique
L'observation radio et submillimétrique détecte le rayonnement cosmique de plus longue longueur d'onde à l'aide d'antennes uniques et de réseaux interférométriques, permettant d'étudier le gaz froid, les champs magnétiques et l'émission non thermique.
Definition
L'observation radio et submillimétrique est la détection et l'imagerie du rayonnement céleste à des longueurs d'onde allant d'environ un millimètre à plusieurs mètres, utilisant des antennes et, fréquemment, des réseaux interférométriques pour atteindre une haute résolution.
Scope
Ce sujet couvre l'observation aux longueurs d'onde radio et submillimétriques, incluant les télescopes à antenne unique, les récepteurs hétérodynes et bolométriques, ainsi que l'interférométrie et la synthèse d'ouverture qui combinent de nombreuses antennes pour atteindre une haute résolution angulaire. Il aborde les processus physiques accessibles dans ce régime, tels que l'émission synchrotron, l'émission thermique de la poussière et les transitions de raies spectrales des atomes et des molécules.
Core questions
- Comment l'interférométrie et la synthèse d'ouverture atteignent-elles une haute résolution angulaire à partir de réseaux d'antennes ?
- Quels processus d'émission dominent aux longueurs d'onde radio et submillimétriques ?
- Comment les raies spectrales telles que la raie de 21 cm et les transitions moléculaires sont-elles observées et interprétées ?
- Qu'est-ce qui distingue la détection hétérodyne de la détection en continu dans ce régime ?
Key theories
- Interférométrie par synthèse d'ouverture
- La combinaison des signaux provenant de paires d'antennes échantillonne la structure spatiale d'une source, et de nombreuses lignes de base (baselines) ensemble synthétisent une image avec la résolution d'un télescope aussi grand que l'étendue du réseau.
- Émission synchrotron et thermique
- Le continuum radio provient en grande partie du rayonnement synchrotron d'électrons relativistes dans les champs magnétiques, tandis que le submillimétrique est dominé par l'émission thermique de la poussière froide.
Clinical relevance
Les données radio et submillimétriques révèlent les nuages moléculaires froids et la formation d'étoiles, l'hydrogène neutre traçant la dynamique des galaxies, les pulsars et les noyaux galactiques actifs, ainsi que le fond diffus cosmologique, complétant ce que les longueurs d'onde plus courtes peuvent montrer.
History
La détection par Jansky en 1932 de l'émission radio galactique a fondé la radioastronomie ; le développement ultérieur de l'interférométrie par synthèse d'ouverture par Ryle et d'autres, et plus tard les réseaux millimétriques et submillimétriques, ont permis l'imagerie à haute résolution dans ce régime.
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Seminal works
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Frequently asked questions
- Pourquoi les radiotélescopes doivent-ils être si grands ou utiliser des réseaux ?
- La résolution angulaire dépend du rapport entre la longueur d'onde et l'ouverture ; comme les longueurs d'onde radio sont longues, de très grandes antennes ou des réseaux d'antennes étendus sur des kilomètres sont nécessaires pour résoudre les détails fins.
- Qu'est-ce que la raie de 21 cm ?
- C'est une raie spectrale radio émise par l'hydrogène neutre à une longueur d'onde de 21 centimètres, largement utilisée pour cartographier la distribution et le mouvement du gaz d'hydrogène dans les galaxies.