天文学家使用望远镜来探测电磁波谱的不同部分。每种类型的望远镜只能探测到电磁波谱的一部分。有射电望远镜、红外望远镜、光学(可见光)望远镜等。
什么是射电望远镜?
光学望远镜可以收集可见光,将其聚焦,放大并提供给各种仪器分析;射电望远镜收集的是微弱的无线电波,将其聚焦,放大并提供使用。我们使用射电望远镜仰望天空以观察行星、彗星、巨大的气体和尘埃云、恒星和星系。通过研究源自这些来源的无线电波,天文学家可以了解它们的成分、结构和运动。
射电望远镜为什么那么大?
射电望远镜分辨天空细节的能力,称为角分辨率。根据基本的光学公式,分辨率取决于天线尺寸D除以波长λ。射电望远镜所观察的无线电波的波长,从1毫米到10多米不等。相比之下,可见光波长只有几百纳米,而一纳米只有一张纸厚度的约1/10000,由于无线电波比光波长,射电望远镜在物理上必须比光学望远镜大,才能拍摄出分辨率相当的图像。世界最大单口径射电望远镜“中国天眼”就具有500米口径。
射电望远镜由几部分组成?
它具有三个基本组成部分:
(1) 一个或多个天线来收集传入的无线电波。大多数天线是抛物面天线,就像曲面镜可以将可见光聚焦到一点一样。
(2)一个接收器和放大器,以放大非常微弱的无线电信号到可测量水平。自然发生的无线电波从太空到达地球时非常微弱。手机信号比我们的射电望远镜探测到的宇宙波强十亿倍。放大器非常敏感,通常会冷却到非常低的温度,以最大程度地减少金属中原子运动产生的噪声(称为热噪声)造成的干扰。
(3)一个记录器来记录信号。由于天文学家使用复杂的软件来处理和分析数据,大多数射电望远镜直接记录到某种形式的计算机存储盘上。