Hvað er útvarpssjónauki og hvernig er hann notaður?

Svar

Á fjórða áratug tuttugustu aldar uppgötvaði bandaríski eðlisfræðingurinn Karl Jansky fyrir slysni að útvarpsbylgjur berast utan úr himingeimnum. Hluti útvarpsbylgnanna hafa sömu tíðni og ýmsar útvarpsstöðvar en þær eru daufar og að sjálfsögðu er þar ekkert að heyra annað en snark og suð. Til þess að geta numið útvarpsbylgjur utan úr geimnum þarf einhvers konar móttakara og þar kemur útvarpssjónauki til sögunnar.

Fyrir flestar bylgjulengdir er útvarpssjónaukinn disklaga, svipað og spegillinn í venjulegum spegilsjónauka. En vegna þess að útvarpsbylgjur eru miklu lengri en bylgjur sýnilegs ljóss þarf yfirborð disksins ekki að vera jafnslétt og yfirborð spegils. Þetta er ástæðan fyrir því að það er miklu auðveldara að smíða stóran útvarpssjónauka en stóran sjónauka fyrir venjulegt ljós. Með hjálp útvarpsbylgna hafa vísindamenn lært fjölmargt um sprengistjörnur, dulstirni, tifstjörnur og gasský milli stjarna svo fátt eitt sé nefnt.

Með hjálp útvarpsbylgna hafa vísindamenn lært fjölmargt um sprengistjörnur, dulstirni, tifstjörnur og gasský milli stjarna svo fátt eitt sé nefnt.

En hvers vegna þurfa útvarpssjónaukar að vera svona stórir? Greinigæði sjónauka eru háð stærð hans og bylgjulengd þeirrar geislunar sem hann safnar. Því fleiri bylgjulengdir ljóss sem falla á linsu eða spegil sjónaukans, því betri er upplausnin. Útvarpsbylgjur eru venjulega 100.000 sinnum lengri en sýnilegar ljósbylgjur. Ætti útvarpssjónauki að ná sömu greinigæðum og Hubble-sjónaukinn, sem er aðeins 2,4 metrar í þvermál, þyrfti hann að vera um 240 km í þvermál.

Verið er að smíða risaútvarpssjónauka og fleiri eru á teikniborðinu. Í Hollandi er svonefndur Low Frequency Array, eða LOFAR, í smíðum. Ljósleiðarar munu tengja 30.000 loftnet við miðlæga ofurtölvu. Þessi frumlega hönnun verður án nokkurra hreyfanlegra hluta en mun geta horft í átta mismunandi stefnur samtímis.

LOFAR-tæknin er fyrirmyndin að Square Kilometer Array, sem er efst á óskalista útvarpsstjörnufræðinga. Fyrirhugað er að reisa þessa alþjóðlegu sjónaukastæðu í Ástralíu eða Suður-Afríku. Stórir loftnetsdiskar og smágerð móttökutæki verða tengd saman til að kalla fram mynd af útvarpshimninum með ótrúlegri nákvæmni. Með safnsvæði sem verður stærra en einn ferkílómetri verður Square Kilometer Array langnæmasta útvarpstæki sem nokkurn tímann hefur verið smíðað. Engin uppspretta útvarpsbylgna verður óhult fyrir vökulum augum Square Kilometer Array. Hvort sem um er að ræða vetrarbrautir í þróun, kröftug dulstirni eða tifstjörnur. Sjónaukinn mun jafnvel leita að mögulegum útvarpsmerkjum frá siðmenningu utan jarðarinnar.

Mynd:

• ESO: ALMA antennas under the Milky Way. Myndrétthafi: ESO/José Francisco Salgado, josefrancisco.org. Sótt 31.5.2012.

---

Þetta svar er hluti af lengri umfjöllun um rannsóknir í alheiminum á Stjörnufræðivefnum og er hér birt með góðfúslegu leyfi.