전파 및 서브밀리미터 관측

전파 및 서브밀리미터 관측은 단일 접시 안테나와 간섭계 배열을 사용하여 가장 긴 파장의 우주 복사를 감지하며, 차가운 가스, 자기장 및 비열적 방출을 탐사합니다.

Definition

전파 및 서브밀리미터 관측은 안테나와 종종 높은 해상도를 얻기 위한 간섭계 배열을 사용하여 대략 밀리미터에서 수 미터에 이르는 파장대의 천체 복사를 감지하고 영상화하는 것입니다.

Scope

이 주제는 단일 접시 망원경, 헤테로다인 및 볼로미터 수신기, 그리고 높은 각도 분해능을 달성하기 위해 여러 안테나를 결합하는 간섭계 및 개구 합성(aperture synthesis)을 포함하여 전파 및 서브밀리미터 파장대에서의 관측을 다룹니다. 또한 싱크로트론 방출, 열적 먼지 방출, 원자 및 분자의 스펙트럼선 전이와 같이 이 영역에서 접근 가능한 물리적 과정들을 다룹니다.

Core questions

• 간섭계와 개구 합성은 어떻게 안테나 배열로부터 높은 각도 분해능을 달성합니까?
• 전파 및 서브밀리미터 파장대에서 어떤 방출 과정이 지배적입니까?
• 21cm 선과 분자 전이와 같은 스펙트럼선은 어떻게 관측되고 해석됩니까?
• 이 영역에서 헤테로다인 검출과 연속체 검출은 무엇이 다릅니까?

Key theories

개구 합성 간섭계

안테나 쌍에서 오는 신호를 결합하면 소스의 공간 구조를 샘플링할 수 있으며, 많은 기선(baseline)을 함께 사용하면 배열의 크기만큼 큰 망원경의 해상도로 이미지를 합성할 수 있습니다.

싱크로트론 및 열적 방출

전파 연속체는 주로 자기장 내 상대론적 전자의 싱크로트론 복사에서 발생하며, 서브밀리미터 영역은 차가운 먼지로부터의 열적 방출이 지배적입니다.

Clinical relevance

전파 및 서브밀리미터 데이터는 차가운 분자 구름과 별 형성, 은하 역학을 추적하는 중성 수소, 펄서와 활동성 은하핵, 그리고 우주 마이크로파 배경을 밝혀내어 더 짧은 파장이 보여줄 수 있는 것을 보완합니다.

History

1932년 얀스키(Jansky)의 은하 전파 방출 감지는 전파 천문학의 토대를 마련했습니다. 이후 라일(Ryle) 등이 개발한 개구 합성 간섭계와 나중에 밀리미터 및 서브밀리미터 배열은 이 영역 전반에 걸쳐 고해상도 이미징을 가능하게 했습니다.

Seminal works

• thompson2017
• wilson2013
• lena2012

Frequently asked questions

전파 망원경은 왜 그렇게 크거나 배열을 사용해야 합니까?

각도 분해능은 파장과 구경의 비율에 따라 달라집니다. 전파 파장이 길기 때문에 미세한 세부 사항을 분해하려면 매우 큰 접시 안테나나 수 킬로미터에 걸쳐 펼쳐진 안테나 배열이 필요합니다.

21cm 선은 무엇입니까?

이는 중성 수소에 의해 21cm 파장에서 방출되는 전파 스펙트럼선으로, 은하 내 수소 가스의 분포와 움직임을 매핑하는 데 널리 사용됩니다.