Реферат на тему История радиоастрономии

Содержание:

Введение. 2

1. От
радиотелескопа до радиоастрономии. 5

2.
Радио и оптическая астрономия. 11

3. Радиотелескоп. 11

4.
Увеличение разрешения в радиотелескопе. 13

5.
Открытия, сделанные в радиоастрономии. 14

6.
Радиоизучения Млечного Пути. 14

7.
Радиогалактика. 16

8.
Квазары и Пульсары.. 17

9.
Современные исследования в области радиоастрономии. 18

Заключение. 21

Список
использованной литературы.. 22

Введение:

Радиоастрономия-сравнительно
молодая отрасль астрономической науки. Сегодня некоторые из самых важных
открытий о нашей Вселенной сделаны с помощью радиотелескопов.

Радиоастрономия родилась в начале
XX века. В 1932 году молодой инженер лаборатории Белл по имени Карл г. Янский
решить головоломку: шумное статическое мешающее коротковолновое радио с
трансатлантической связью. После нескольких месяцев поиска источника он
заметил, что тот медленно перемещается по небу. Что бы это могло быть?
Озадаченный, он посоветовался с астрономом и пришел к поразительному выводу:

«Я собрал больше данных, которые
определенно указывают на то, что вещество, чем бы оно ни было, происходит не
только из космоса, но и из-за пределов Солнечной системы. Он исходит из
направления, которое зафиксировано в пространстве, и удивительно то, что
…[оно] находится в направлении, к которому движется Солнечная система в
пространстве. По словам Скеллетта … в этом направлении есть облака
«космической пыли» …»

Янский обнаружил нечто в самом
сердце галактики Млечный Путь. Его работа привела к одной из самых важных работ
в истории астрономии 20-го века, названной «радиоволны из-за пределов Солнечной
системы», опубликованной в 1933 году. Его труд заложил основы науки
радиоастрономии!

Одно из самых известных
радиоастрономических открытий произошло в 1967 году, когда молодая аспирантка
по имени Джослин Белл заметила странный сигнал в распечатке радиотелескопа,
который она помогла построить.

«Мой момент эврики был глубокой
ночью, ранним утром, в холодную, холодную ночь, и мои ноги были так холодны,
что болели. Но когда результат выливается из графиков, вы просто забываете обо
всем этом. Вы мгновенно понимаете, насколько это важно – то, на что вы
действительно приземлились – и это здорово!»

И что же она нашла? Поначалу все
было неясно. Объект производил сильные радиоимпульсы с постоянной скоростью,
примерно 30 раз в секунду. Белл и ее коллеги сначала назвали объект LGM-1, так
как они шутили, что регулярные импульсы могут быть от «маленьких зеленых
человечков», хотя они понимали, что это было еще необъяснимое природное явление
[2].

Сигналы оказались вспышками
радиоизлучения от странного объекта, называемого пульсаром. Пульсары — это то,
что остается после того, как массивная звезда коллапсирует, а затем взрывается
как сверхновая

Он посылает облака мусора в
космос, оставляя после себя массивный сжатый объект, полностью состоящий из
нейтронов. Пульсар Белл обнаружил, что вращается вокруг своей оси 30 раз в
секунду, посылая маяк с каждым вращением. Это почти как тиканье часов.

Сегодня мы знаем о более чем 2000
пульсарах. Для некоторых, таких как пульсар в центре Крабовидной туманности, мы
также можем видеть светящиеся обломки массивной звезды. Радиоастрономы
сосредоточились на тикающем пульсаре в центре взрыва.

Один из самых интригующих
вопросов, который мы можем задать, касается нашего собственного места во
Вселенной, Солнечной системы. Как она сформировалась? Какие условия должны были
существовать, чтобы на нашей планете возникла жизнь? Массив Atacama Large
Millimeter / submillimeter Array (ALMA) был построен для изучения холодных,
темных частей Вселенной, таких как области, которые рождают младенческие
солнечные системы. Эти регионы известны как Звездные питомники. Туманность
Ориона — это хорошо известный звездный питомник, в котором также, по-видимому,
есть младенческие планетные системы, встроенные в облака газа и пыли. Ученые
Альмы продолжают изучать эту туманность. Радиоизлучение, а также инфракрасный
свет могут проходить прямо через эти густые облака газа и пыли, «поднимая
завесу» над процессами образования звезд и планет.

Заключение:

Конечно, радиоинженеры знали об
этом открытии, но они рассматривали его со своей точки зрения, как нечто, что
следует учитывать при создании приемников. Когда в 1930-х годах в
Великобритании начались работы по радиолокации, инженеры знали, что помимо
обратного сигнала, отраженного от приближающегося самолета, они также могут
рассчитывать получить некоторый сигнал в своих антеннах от этой небесной
статики. Они называли это «янским шумом».

У Карла Янски была другая работа
в Bell Labs, и он никогда не занимался дополнительной работой над своей
небесной статикой. Несколько ученых из других учреждений предприняли попытки
обнаружить радиоизлучение, но было ясно, что для прогресса потребуются большие
антенны, а для их создания не было ни энтузиазма, ни финансирования.

Карл Янский умер в 1950 году в
возрасте 44 лет. Мы можем предположить, что, если бы он смог продолжить свою
работу или прожил достаточно долго, чтобы стать свидетелем взрыва
радиоастрономической активности, который произошел в конце 1950-х годов, он,
несомненно, был бы удостоен Нобелевской премии. Несомненно, его открытие было
одним из величайших в астрономии за последние 100 лет. Но он умер молодым. В
честь его достижения единица интенсивности радиоволн от астрономических
объектов называется Янский.

Фрагмент текста работы:

1. От радиотелескопа до
радиоастрономии Радиоастрономия родилась в начале
1930-х годов, когда Карл Янский, работавший в Bell Laboratories, пытался
определить происхождение источника шума, который обнаруживался в приемниках,
работающих в области 20 МГц радиочастотного спектра.

Янский построил управляемую
антенну и начал искать источник шума, проводя измерения направления. К своему
удивлению, он обнаружил, что этот шум исходит из внеземных источников. Янский,
воодушевленный своим открытием, опубликовал свою работу, однако большинство
астрономов в то время были решительно не в восторге от этого открытия и по
большей части отвергли его как не относящееся к делу или просто любопытное.
Было несколько изобретательных людей, которые видели потенциал этого шума из
космоса.

Один из них, Грот Ребер,
инженер-электронщик и заядлый радиотехник, пересмотрел первоначальное открытие
Янского и предположил, что сигналы имеют тепловое происхождение (вызванное
очень горячими объектами), и поэтому их легче обнаружить на более высоких
частотах. Поскольку первоначальная работа Янского была выполнена на частоте 20
МГц (длина волны около 15 метров) и ширине луча около 25 градусов, ребер хотел
сузить эффективную ширину луча, чтобы получить более мелкие детали. Ребер
рассудил, что он должен построить свой первый приемник и антенну, чтобы
работать на 3000 МГц (длина волны 10 см) экстраординарной частоте в то время.
Используя свои собственные ресурсы и энтузиазм, ребер построил первый
радиотелескоп с параболическим отражателем. Поскольку это считалось частной
"внеклассной" деятельностью, ребер не получал ни спонсорства, ни
поддержки. Помимо того, что он был первым в своем роде, это было еще и огромное
сооружение. В основном построенный одним человеком, он был 9,5 метров (31 фут
или 3 этажа) в диаметре [6].

Термин «радиотелескоп» в то время
еще не был придуман, однако Реберу принадлежит заслуга в создании первого
телескопа. Хотя он не доказал свою первоначальную гипотезу, его работа
продолжалась, чтобы детализировать первую радиокарту галактической плоскости и
больших участков неба. Ребер опубликовал свою работу «Космическая статика» в
конце 1930-х годов.

Именно поиск статики или шума
привел к созданию радиотелескопа, а радиотелескоп обнаруживает в основном шумы
из вселенной. В этой бурлящей путанице скрыта информация, специфичная по своей
природе для астрономических объектов и явлений. Этот шум свидетельствует о
физических характеристиках Вселенной. Информация представлена в виде смеси
свойств сигнала, таких как частота, фаза, амплитуда и в некоторых случаях
повторяющиеся паттерны. Также присутствует информация, которая может быть
математически собрана в «радиоизображения» этих космических объектов. Некоторые
сигналы поступают из четко определенных источников, которые, в общем и целом,
можно рассматривать как точечные источники (например, квазары и пульсары).

Другие источники охватывают
обширные области и могут рассматриваться как объекты широкого поля. Это облака
пыли и газа, Звездные «питомники», галактики и множество других интересных
вкусностей. Чтобы получить информацию из этих источников, радиотелескоп должен
получать не только конкретную информацию, но и весь «шум» от этих объектов и их
окружения, а затем отбрасывать то, что не требуется, и записывать результаты.

Радиочастотные сигналы внеземного
происхождения крайне слабы. Например, если бы вся энергия сигнала, когда-либо
полученная от всех когда-либо построенных радиотелескопов (наблюдающих объекты,
отличные от Солнца), была объединена, то не было бы достаточно полной энергии,
чтобы растопить одну снежинку [8].

Радиотелескоп должен сначала сконцентрировать