التعليقات

كيف تساعدنا موجات الراديو في فهم الكون

كيف تساعدنا موجات الراديو في فهم الكون


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

ينظر البشر إلى الكون باستخدام ضوء مرئي يمكننا رؤيته بأعيننا. ومع ذلك ، فهناك الكثير للكون أكثر مما نراه باستخدام الضوء المرئي الذي يتدفق من النجوم والكواكب والسدم والمجرات. هذه الكائنات والأحداث في الكون تعطي أيضًا أشكالًا أخرى من الإشعاع ، بما في ذلك الانبعاثات اللاسلكية. تملأ هذه الإشارات الطبيعية جزءًا مهمًا من فلسفة الكيفية التي تتصرف بها الكائنات في الكون ولماذا تتصرف كما تفعل.

نقاش التكنولوجيا: موجات الراديو في علم الفلك

موجات الراديو هي موجات كهرومغناطيسية (الضوء) ، لكن لا يمكننا رؤيتها. لديهم أطوال موجية تتراوح بين 1 ملليمتر (واحد من الألف من المتر) و 100 كيلومتر (كيلومتر واحد يساوي ألف متر). من حيث التردد ، هذا يعادل 300 جيجاهيرتز (واحد جيجاهيرتز يساوي مليار هيرتز) و 3 كيلو هرتز. Hertz (اختصار كـ Hz) هي وحدة شائعة الاستخدام لقياس التردد. هيرتز واحد يساوي دورة واحدة من التردد. لذلك ، إشارة 1 هرتز هي دورة واحدة في الثانية الواحدة. معظم الكائنات الكونية تنبعث منها إشارات في مئات إلى مليارات الدورات في الثانية.

غالبًا ما يخلط الناس بين البث "الإذاعي" وبين ما يمكن للناس سماعه. هذا إلى حد كبير لأننا نستخدم أجهزة الراديو للاتصال والترفيه. لكن البشر لا "يسمعون" ترددات الراديو من الأجسام الكونية. يمكن أن تستشعر آذاننا الترددات من 20 هرتز إلى 16000 هرتز (16 كيلو هرتز). تنبعث معظم الأجسام الكونية عند ترددات ميغاهرتز ، وهي نسبة أعلى بكثير من سماع الأذن. ولهذا السبب يُعتقد أن علم الفلك الراديوي (إلى جانب الأشعة السينية والأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء) يكشف عن وجود عالم "غير مرئي" لا يمكننا رؤيته أو سماعه.

مصادر موجات الراديو في الكون

عادةً ما تنبعث الموجات الراديوية بواسطة أشياء وأنشطة نشطة في الكون. الشمس هي أقرب مصدر للانبعاثات الراديوية خارج الأرض. كوكب المشتري ينبعث أيضا موجات الراديو ، وكذلك الأحداث التي تحدث في زحل.

واحد من أقوى مصادر البث اللاسلكي خارج النظام الشمسي ، وخارج مجرة ​​درب التبانة ، يأتي من المجرات النشطة (AGN). يتم تشغيل هذه الكائنات الديناميكية بواسطة ثقوب سوداء هائلة في قلبها. بالإضافة إلى ذلك ، ستنشئ محركات الثقب السوداء هذه نفاثات هائلة من المواد التي تتوهج بشكل مشرق مع انبعاثات الراديو. هذه يمكن في كثير من الأحيان تفوق المجرة بأكملها في ترددات الراديو.

النجوم النابضة ، أو النجوم النيوترونية الدوارة ، هي أيضًا مصادر قوية للموجات اللاسلكية. يتم إنشاء هذه الكائنات القوية المدمجة عندما تموت النجوم الضخمة مثل المستعرات الأعظمية. إنها في المرتبة الثانية بعد الثقوب السوداء من حيث الكثافة القصوى. مع وجود حقول مغناطيسية قوية ومعدلات دوران سريعة ، تنبعث هذه الكائنات من طيف واسع من الإشعاع ، وهي "براقة" بشكل خاص في الراديو. مثل الثقوب السوداء الهائلة ، يتم إنشاء طائرات راديو قوية ، تنطلق من الأقطاب المغناطيسية أو نجم النيوترون الدوار.

يشار إلى العديد من النجوم النابضة باسم "النجوم النابضة الراديوية" بسبب انبعاثها الراديوي القوي. في الواقع ، أظهرت بيانات من تلسكوب فلكي جاما راي الفضائي دليلًا على سلالة جديدة من النجوم النابضة التي تبدو الأقوى في أشعة جاما بدلاً من الراديو الأكثر شيوعًا. تبقى عملية إنشائها كما هي ، لكن انبعاثاتها تخبرنا المزيد عن الطاقة التي ينطوي عليها كل نوع من الكائنات.

يمكن أن تكون بقايا المستعرات الأعظمية نفسها بواعث قوية للموجات اللاسلكية. تشتهر سديم Crab Nebula بإشاراتها الراديوية التي تنبهت الفلكية جوسلين بيل إلى وجودها.

راديو الفلك

علم الفلك الراديوي هو دراسة الأجسام والعمليات في الفضاء التي تنبعث منها الترددات اللاسلكية. كل مصدر تم اكتشافه حتى الآن هو مصدر طبيعي. يتم التقاط الانبعاثات هنا على الأرض بواسطة التلسكوبات اللاسلكية. هذه أدوات كبيرة ، حيث من الضروري أن تكون منطقة الكاشف أكبر من الأطوال الموجية القابلة للاكتشاف. نظرًا لأن موجات الراديو يمكن أن تكون أكبر من متر (في بعض الأحيان أكبر من ذلك بكثير) ، فإن النطاقات عادة ما تتجاوز عدة أمتار (أحيانًا 30 قدمًا أو أكثر). يمكن أن تكون بعض الأطوال الموجية كبيرة مثل الجبل ، ولذا بنى علماء الفلك صفيفات ممتدة من التلسكوبات الراديوية.

كلما زادت مساحة المجموعة ، مقارنةً بحجم الموجة ، كان الدقة الزاوي لدى التلسكوب الراديوي أفضل. (الدقة الزاويّة هي مقياس لمدى قرب كائنين صغيرين قبل التمييز بينهما).

راديو التداخل

نظرًا لأن موجات الراديو يمكن أن يكون لها أطوال موجية طويلة للغاية ، يجب أن تكون التلسكوبات الراديوية القياسية كبيرة جدًا للحصول على أي نوع من الدقة. ولكن نظرًا لأن بناء التلسكوبات الراديوية بحجم الاستاد يمكن أن يكون باهظ التكلفة (خاصةً إذا كنت تريد أن تمتلك أي قدرة توجيه على الإطلاق) ، فهناك حاجة إلى تقنية أخرى لتحقيق النتائج المرجوة.

يهدف مقياس التداخل الراديوي ، الذي تم تطويره في منتصف الأربعينيات من القرن الماضي ، إلى تحقيق نوع من الدقة الزاوي الذي يأتي من الأطباق الكبيرة بشكل لا يصدق دون حساب. يحقق علماء الفلك هذا باستخدام أجهزة كشف متعددة بالتوازي مع بعضهم البعض. كل واحد يدرس الشيء نفسه في نفس الوقت مع الآخرين.

تعمل هذه التلسكوبات ، معًا ، بشكل فعال مثل تلسكوب عملاق واحد بحجم مجموعة أجهزة الكشف بأكملها معًا. على سبيل المثال ، يحتوي صفيف خط الأساس كبير جدًا على كاشفات تفصل بينهما مسافة 8000 ميل. من الناحية المثالية ، تعمل مجموعة من العديد من التلسكوبات الراديوية على مسافات فصل مختلفة معًا لتحسين الحجم الفعال لمنطقة التجميع بالإضافة إلى تحسين دقة الجهاز.

مع إنشاء تقنيات اتصال وتوقيت متقدمة ، أصبح من الممكن استخدام التلسكوبات الموجودة على مسافات بعيدة عن بعضها البعض (من نقاط مختلفة في جميع أنحاء العالم وحتى في مدار حول الأرض). تُعرف هذه التقنية المعروفة باسم تداخل خط الأساس طويل جداً (VLBI) ، بشكل كبير بإمكانيات التلسكوبات الراديوية الفردية وتسمح للباحثين بالتحقيق في بعض أكثر الكائنات ديناميكية في الكون.

علاقة الراديو بإشعاع الميكروويف

يتداخل شريط الموجات الراديوية أيضًا مع نطاق الموجات الدقيقة (من ملليمتر واحد إلى متر واحد). في الواقع ، ما يسمى عادةعلم الفلك الراديويهو حقًا علم فلك الموجات الصغرية ، على الرغم من أن بعض الأجهزة الراديوية تكشف عن الأطوال الموجية التي تفوق متر واحد.

هذا مصدر للارتباك لأن بعض المنشورات ستدرج نطاق الموجات الصغرية وشرائح الراديو بشكل منفصل ، في حين أن البعض الآخر يستخدم ببساطة مصطلح "الراديو" ليشمل كلا من الفرقة الإذاعية الكلاسيكية ونطاق الموجات الصغرية.

تحرير وتحديث كارولين كولينز بيترسن.


Video, Sitemap-Video, Sitemap-Videos