Come Funziona un Radiotelescopio?

Introduzione

I radiotelescopi sono dispositivi che gli astronomi usano per studiare i cieli, classificando i corpi non dalla loro luce emessa, ma misurando altre forme di radiazione. I radiotelescopi di solito assumono la forma di enormi piatti parabolici, progettati per concentrare le onde radio al ricevitore, e di solito operano lontano dalle città per evitare interferenze. L'astronomia radio ha portato a una nuova comprensione dell'universo attraverso l'analisi di queste emissioni.

Invenzione

Nel 1933, un fisico di nome Karl Jansky stava eseguendo esperimenti correlati alle onde radio e ai campi elettromagnetici naturali quando scoprì uno strano schema di interferenza. Dopo aver lavorato per isolarlo, scoprì che il misterioso segnale radio proveniva dalla Via Lattea, confermando le teorie di astronomi precedenti che stelle e altri corpi celesti emettevano radiazioni diverse dalla luce visibile. Ciò portò allo sviluppo dell'astronomia radio e allo sviluppo di dispositivi progettati per rilevare deboli onde radio da tutto l'universo.

Radiotelescopi

Tipicamente, un radiotelescopio usa un grande piatto riflettore per raccogliere e concentrare le onde radio a un ricevitore. Alcuni telescopi consistono in un unico grande piatto, mentre altri possono contenere una serie di piatti più piccoli, tutti focalizzati su singole fonti di emissioni nel cielo. Mentre la Terra ruota, possono muoversi per seguire una singola fonte, consentendo al telescopio o all'array di misurare segnali da un dato punto per un lungo periodo. I ricevitori registrano i segnali a varie frequenze, e i computer sintetizzano le informazioni per produrre un quadro più completo dell'oggetto osservato.

Interferometria

Una tecnica che i radiotelescopi possono impiegare per raccogliere più informazioni sui cieli è l'interferometria. Quando lo stesso segnale raggiunge due ricevitori diversi da un'unica fonte, può arrivare fuori fase, ovvero in un punto diverso del suo ciclo di segnale. Gli scienziati possono sovrapporre questi segnali l'uno sull'altro, usando le differenze per amplificare segnali deboli o, se la differenza di fase è sufficientemente grande, per appiattire le interferenze. L'interferometria può coinvolgere due ricevitori separati, o può coinvolgere un singolo ricevitore che rileva un singolo segnale in due punti diversi della rotazione della Terra. Combinando le informazioni da molteplici osservazioni, gli scienziati possono ricavare molte più informazioni da un'unica fonte di quante ne potrebbero ottenere con un singolo ricevitore o array.

Astronomia Radio

Il vantaggio dell'astronomia radio è che dà agli scienziati una visione molto più chiara dei cieli rispetto alla semplice osservazione ottica. Due oggetti possono sembrare simili all'occhio, ma misurando le loro emissioni radio, gli astronomi possono discernere differenze tra gli oggetti, come la loro età, rotazione e persino gli elementi che quegli oggetti contengono. Inoltre, l'astronomia radio può identificare e permettere lo studio di oggetti invisibili a occhio nudo, come stelle estremamente distanti o buchi neri.