Observasi Radio dan Submilimeter

Observasi radio dan submilimeter mendeteksi radiasi kosmik dengan panjang gelombang terpanjang menggunakan piringan tunggal dan susunan interferometrik, menyelidiki gas dingin, medan magnet, dan emisi non-termal.

Definition

Observasi radio dan submilimeter adalah deteksi dan pencitraan radiasi langit pada panjang gelombang dari sekitar satu milimeter hingga beberapa meter, menggunakan antena dan, seringkali, susunan interferometrik untuk mencapai resolusi tinggi.

Scope

Topik ini mencakup observasi pada panjang gelombang radio dan submilimeter, termasuk teleskop piringan tunggal, penerima heterodin dan bolometrik, serta interferometri dan sintesis apertur yang menggabungkan banyak antena untuk mencapai resolusi sudut yang tinggi. Ini membahas proses fisik yang dapat diakses dalam rezim ini, seperti emisi sinkrotron, emisi debu termal, dan transisi garis spektrum atom dan molekul.

Core questions

• Bagaimana interferometri dan sintesis apertur mencapai resolusi sudut tinggi dari susunan antena?
• Proses emisi apa yang mendominasi pada panjang gelombang radio dan submilimeter?
• Bagaimana garis spektrum seperti garis 21-cm dan transisi molekuler diamati dan diinterpretasikan?
• Apa yang membedakan deteksi heterodin dari deteksi kontinu dalam rezim ini?

Key theories

Interferometri sintesis apertur

Menggabungkan sinyal dari pasangan antena mengambil sampel struktur spasial suatu sumber, dan banyak garis dasar bersama-sama mensintesis gambar dengan resolusi teleskop sebesar jangkauan susunan.

Emisi sinkrotron dan termal

Kontinu radio sebagian besar berasal dari radiasi sinkrotron elektron relativistik dalam medan magnet, sementara submilimeter didominasi oleh emisi termal dari debu dingin.

Clinical relevance

Data radio dan submilimeter mengungkapkan awan molekuler dingin dan pembentukan bintang, hidrogen netral yang melacak dinamika galaksi, pulsar dan inti galaksi aktif, serta latar belakang gelombang mikro kosmik, melengkapi apa yang dapat ditunjukkan oleh panjang gelombang yang lebih pendek.

History

Deteksi emisi radio Galaksi oleh Jansky pada tahun 1932 mendirikan astronomi radio; pengembangan selanjutnya interferometri sintesis apertur oleh Ryle dan lainnya, dan kemudian susunan milimeter dan submilimeter, membawa pencitraan resolusi tinggi di seluruh rezim ini.

Seminal works

• thompson2017
• wilson2013
• lena2012

Frequently asked questions

Mengapa teleskop radio perlu sangat besar atau menggunakan susunan?

Resolusi sudut bergantung pada rasio panjang gelombang terhadap apertur; karena panjang gelombang radio panjang, piringan yang sangat besar atau susunan antena yang tersebar di beberapa kilometer diperlukan untuk menyelesaikan detail halus.

Apa itu garis 21-cm?

Ini adalah garis spektrum radio yang dipancarkan oleh hidrogen netral pada panjang gelombang 21 sentimeter, yang banyak digunakan untuk memetakan distribusi dan pergerakan gas hidrogen di galaksi.