वेरी लॉन्ग बेसलाइन इंटरफेरोमेट्री

वेरी लॉन्ग बेसलाइन इंटरफेरोमेट्री सैकड़ों से हजारों किलोमीटर, यहाँ तक कि महाद्वीपों के पार भी फैले रेडियो एंटेना को जोड़ती है, ताकि खगोल विज्ञान में प्राप्त की जा सकने वाली उच्चतम कोणीय विभेदन (angular resolution) प्राप्त की जा सके।

Definition

वेरी लॉन्ग बेसलाइन इंटरफेरोमेट्री एक इंटरफेरोमेट्रिक तकनीक है जिसमें एंटेना, जो सीधे लिंक के लिए बहुत दूर होते हैं, परमाणु-घड़ी संदर्भों के विरुद्ध स्थानीय रूप से संकेतों को रिकॉर्ड करते हैं, और रिकॉर्डिंग को बाद में एक साथ लाया जाता है और सहसंबंधित किया जाता है ताकि एंटेना के अलगाव के तुलनीय एक एपर्चर को संश्लेषित किया जा सके।

Scope

यह विषय सटीक परमाणु-घड़ी टाइमस्टैम्प के साथ संकेतों की स्वतंत्र रिकॉर्डिंग, रिकॉर्डिंग का बाद में सहसंबंध (correlation), विलंब और दर को पुनः प्राप्त करने के लिए फ्रिंज फिटिंग (fringe fitting), प्राप्त मिलीआर्कसेकंड और माइक्रोआर्कसेकंड विभेदन, अंतरिक्ष वीएलबीआई (space VLBI), और ब्लैक-होल वातावरण की इमेजिंग से लेकर भूगणित (geodesy) और संदर्भ-फ्रेम परिभाषा तक के अनुप्रयोगों को शामिल करता है।

Core questions

• बिना किसी भौतिक लिंक के व्यापक रूप से अलग किए गए एंटेना को कैसे जोड़ा जाता है?
• वीएलबीआई के लिए सटीक समय-निर्धारण क्यों आवश्यक है?
• वीएलबीआई क्या विभेदन प्राप्त कर सकता है और इसकी सीमा क्या निर्धारित करती है?
• वीएलबीआई कौन से विज्ञान और भूगणितीय अनुप्रयोगों को सक्षम बनाता है?

Key theories

स्वतंत्र रिकॉर्डिंग और सहसंबंध

प्रत्येक स्टेशन हाइड्रोजन-मेसर घड़ी से टाइमस्टैम्प के साथ अपने सिग्नल को रिकॉर्ड करता है, और डेटा को बाद में संरेखित और सहसंबंधित किया जाता है, इसलिए एंटेना के बीच किसी वास्तविक समय लिंक की आवश्यकता नहीं होती है।

फ्रिंज फिटिंग और वायुमंडलीय चरण

अज्ञात घड़ी ऑफसेट और वायुमंडलीय देरी को फ्रिंज फिटिंग द्वारा हल किया जाता है, जिससे अंतरमहाद्वीपीय बेसलाइन को संयोजित करने के लिए आवश्यक इंटरफेरोमेट्रिक चरण को पुनः प्राप्त किया जाता है।

कॉम्पैक्ट स्रोतों की माइक्रोआर्कसेकंड इमेजिंग

दुनिया भर में और अंतरिक्ष में फैले बेसलाइन इतने महीन विभेदन प्रदान करते हैं कि सुपरमैसिव ब्लैक होल के तत्काल परिवेश की छवि बनाई जा सके, जैसा कि इवेंट होराइजन टेलीस्कोप द्वारा प्रदर्शित किया गया है।

Clinical relevance

वीएलबीआई खगोल विज्ञान में सबसे तीक्ष्ण छवियां प्रदान करता है, ब्लैक-होल छाया, सापेक्षतावादी जेट (relativistic jets), और तारकीय मेसर (stellar masers) को हल करता है, और यह खगोलीय संदर्भ फ्रेम (celestial reference frame), सटीक प्लेट-टेक्टोनिक माप और अंतरिक्ष यान नेविगेशन का आधार है।

History

1960 के दशक के अंत में विकसित, जब परमाणु घड़ियों और टेप रिकॉर्डिंग ने एंटेना को बाद में सहसंबंधित करने की अनुमति दी, वीएलबीआई वैश्विक नेटवर्क और अंतरिक्ष-आधारित विस्तारों में विकसित हुआ। इसका विभेदन इवेंट होराइजन टेलीस्कोप (Event Horizon Telescope) की M87 में ब्लैक होल की छाया की 2019 की छवि में परिणत हुआ।

Key figures

• Roger Jennison
• Kenneth Kellermann

Seminal works

• thompson2017
• eht2019

Frequently asked questions

विभिन्न महाद्वीपों पर स्थित एंटेना एक दूरबीन के रूप में एक साथ कैसे काम कर सकते हैं?

प्रत्येक एंटीना अपने सिग्नल को स्थानीय रूप से अत्यंत सटीक परमाणु-घड़ी टाइमस्टैम्प के साथ रिकॉर्ड करता है। रिकॉर्डिंग को बाद में एक केंद्रीय सहसंबंधक (correlator) को भेजा या स्थानांतरित किया जाता है जो उन्हें समय में संरेखित करता है और उन्हें जोड़ता है, इसलिए एंटेना को एक एकल उपकरण के रूप में कार्य करने के लिए किसी प्रत्यक्ष वास्तविक समय कनेक्शन की आवश्यकता नहीं होती है।

वीएलबीआई इतनी तीक्ष्ण छवियां क्यों देता है?

एंटेना के बीच अलगाव बढ़ने पर कोणीय विभेदन में सुधार होता है। एंटेना को हजारों किलोमीटर दूर, या यहां तक कि अंतरिक्ष में रखकर, वीएलबीआई पृथ्वी के लगभग आकार के एक एपर्चर को संश्लेषित करता है, जो किसी भी एकल दूरबीन से कहीं अधिक मिलीआर्कसेकंड और माइक्रोआर्कसेकंड विभेदन तक पहुंचता है।