Observação de Rádio e Submilimétrica

A observação de rádio e submilimétrica detecta a radiação cósmica de maior comprimento de onda usando antenas únicas e arranjos interferométricos, investigando gás frio, campos magnéticos e emissão não térmica.

Definition

A observação de rádio e submilimétrica é a detecção e formação de imagens de radiação celestial em comprimentos de onda que variam de aproximadamente um milímetro a muitos metros, utilizando antenas e, frequentemente, arranjos interferométricos para atingir alta resolução.

Scope

Este tópico abrange a observação em comprimentos de onda de rádio e submilimétricos, incluindo telescópios de antena única, receptores heterodinos e bolométricos, e a interferometria e síntese de abertura que combinam muitas antenas para alcançar alta resolução angular. Aborda os processos físicos acessíveis neste regime, como emissão síncrotron, emissão térmica de poeira e transições de linhas espectrais de átomos e moléculas.

Core questions

• Como a interferometria e a síntese de abertura alcançam alta resolução angular a partir de arranjos de antenas?
• Quais processos de emissão dominam nos comprimentos de onda de rádio e submilimétricos?
• Como as linhas espectrais, como a linha de 21 cm e as transições moleculares, são observadas e interpretadas?
• O que distingue a deteção heterodina da deteção contínua neste regime?

Key theories

Interferometria de síntese de abertura

A combinação de sinais de pares de antenas amostra a estrutura espacial de uma fonte, e muitas linhas de base juntas sintetizam uma imagem com a resolução de um telescópio tão grande quanto a extensão do arranjo.

Emissão síncrotron e térmica

O contínuo de rádio surge em grande parte da radiação síncrotron de eletrões relativísticos em campos magnéticos, enquanto o submilimétrico é dominado pela emissão térmica de poeira fria.

Clinical relevance

Dados de rádio e submilimétricos revelam nuvens moleculares frias e formação estelar, hidrogénio neutro que traça a dinâmica das galáxias, pulsares e núcleos galácticos ativos, e a radiação cósmica de fundo em micro-ondas, complementando o que comprimentos de onda mais curtos podem mostrar.

History

A deteção de Jansky em 1932 da emissão de rádio galáctica fundou a radioastronomia; o desenvolvimento subsequente da interferometria de síntese de abertura por Ryle e outros, e mais tarde arranjos milimétricos e submilimétricos, trouxe imagens de alta resolução em todo este regime.

Seminal works

• thompson2017
• wilson2013
• lena2012

Frequently asked questions

Por que os radiotelescópios precisam ser tão grandes ou usar arranjos?

A resolução angular depende da razão entre o comprimento de onda e a abertura; como os comprimentos de onda de rádio são longos, são necessárias antenas muito grandes ou arranjos de antenas espalhados por quilómetros para resolver detalhes finos.

O que é a linha de 21 cm?

É uma linha espectral de rádio emitida por hidrogénio neutro com um comprimento de onda de 21 centímetros, amplamente utilizada para mapear a distribuição e o movimento do gás hidrogénio em galáxias.