Télescope radio
Les radiotélescopes sont des instruments de réception et de mesure du rayonnement radiofréquence provenant de l' espace ou d' objets célestes spéciaux . Ils sont l'outil le plus important de la soi-disant radioastronomie .
L'antenne a généralement la forme d'un miroir parabolique . Pour des ondes électromagnétiques plus courtes de l'ordre du centimètre au décimètre, le réflecteur doit avoir une surface lisse, pour des ondes plus longues une structure en grille est suffisante .
l'histoire
Après que Karl Guthe Jansky a découvert la première source radio extraterrestre en 1932, des radiotélescopes ont été développés pour observer le cosmos. Le premier radiotélescope de forme parabolique a été construit par Grote Reber , ingénieur et radioamateur à Wheaton, Illinois, car la découverte de Jansky a été initialement ignorée par l'astronomie professionnelle. En Allemagne, le premier radiotélescope, l' astropeiler Stockert sur le Stockert près de Bad Münstereifel , a été construit en 1956. Il est classé monument historique depuis 1999.
Les systèmes radar allemands orientés vers l'ouest pour la surveillance aérienne ont toujours émis de fausses alarmes lorsque la constellation du cygne (Cygnus) est apparue à l'horizon - causée par la source radio Cygnus A qui s'y trouve . En 1946, un groupe de recherche du Royal Radar Establishment de Malvern (Angleterre) a découvert qu'une minuscule région de la constellation Swan émettait des ondes radio intenses.
La technologie
La plupart des radiotélescopes sont des surfaces métalliques de forme parabolique qui regroupent les ondes radio sur une antenne située au point focal du miroir concave. L'ensemble du système est également généralement appelé antenne. Les radiotélescopes actuels se composent souvent de plusieurs antennes paraboliques ( réseaux ) et de la station d'évaluation. Les antennes d'un réseau sont couplées ensemble pour former un interféromètre , aboutissant effectivement à une antenne de plus grand diamètre. Cette technologie peut également être étendue au-delà du réseau à l'ensemble du globe: si les radiotélescopes répartis sur toute la Terre observent la même source en même temps, la résolution angulaire des radiotélescopes peut être considérablement augmentée. Les plus grands systèmes dépassent la résolution des télescopes optiques d'un facteur d'environ 500, comme le montre l'image ci-contre.
Avec les radiotélescopes, une distinction est faite entre les télescopes immobiles et mobiles. Les télescopes fixes sont rares car ils ne peuvent pas être tournés dans leur orientation. Ils pointent généralement leur antenne parabolique vers le zénith (par exemple le télescope Arecibo , qui est fermement érigé dans une plaine). Les radiotélescopes mobiles peuvent être tournés de manière à pouvoir "regarder" dans tout l' hémisphère .
Outre la taille d'un radiotélescope, qui est une mesure de sa sensibilité, cela dépend également de la gamme de longueurs d'onde qu'il peut couvrir. Alors que les grands télescopes ne peuvent observer que des longueurs d'onde de l'ordre du mètre et du centimètre, des télescopes plus petits, tels que le télescope de 30 m de l' Institut de radioastronomie dans la gamme millimétrique (IRAM) en Espagne et le télescope de 3 m KOSMA en Suisse im Millimeter portée ou le télescope de 12 m APEX (exploité dans le désert chilien d' Atacama par l' Institut Max Planck de radioastronomie , ondes millimétriques et submillimétriques) dans des gammes de longueurs d'onde plus courtes. Puisque ces fréquences se situent en dehors de la fenêtre atmosphérique , la sensibilité de l'enveloppe d'air au-dessus est fortement réduite.
Outre l'observation des corps célestes, les radiotélescopes sont également utilisés pour recevoir des données de sondes spatiales lointaines ou pour leur envoyer des commandes ou pour rechercher des intelligences extraterrestres (voir projet SETI ).
Il existe plusieurs projets dans lesquels des radiotélescopes sur de grandes distances ou même dans le monde entier (au niveau mondial) sont impliqués dans des enregistrements avec Very Long Baseline Interferometry (VLBI), comme le Very Long Baseline Array (VLBA), le Event Horizon Telescope ou le Global mm- VLBI Array . A cet effet, des satellites sont également utilisés ( RadioAstron ).
Installations exceptionnelles
Le plus grand radiotélescope au monde actuellement est le RATAN 600 russe près de Zelenchukskaya . Le deuxième plus grand est l' observatoire FAST , qui a été mis en service le 25 septembre 2016 dans la province chinoise du Guizhou .
D'autres grands systèmes sont l' Atacama Large Millimeter / submillimeter Array , en abrégé ALMA, composé de 66 antennes à une altitude d'environ 5000 m dans le désert d'Atacama dans le nord des Andes chiliennes et, jusqu'en décembre 2020, de l' observatoire d'Arecibo à Porto Rico . Le radiotélescope Arecibo a été détruit le 1er décembre 2020 par la chute de pièces en raison de la fatigue des matériaux. Le plus grand radiotélescope mobile allemand (et le deuxième plus grand au monde) est le radiotélescope Effelsberg situé dans une vallée de l' Eifel , un télescope mobile d'un diamètre de 100 m exploité par l' Institut Max Planck de radioastronomie de Bonn. Le plus grand radiotélescope mobile au monde est le télescope Robert C. Byrd Green Bank de 100 m × 110 m situé à l' Observatoire Green Bank en Virginie-Occidentale, aux États-Unis. Le plus grand radiotélescope pour ondes millimétriques est le grand télescope millimétrique de 50 m à Puebla, au Mexique.
D'autres grands réseaux de radiotélescopes sont le Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT, 30 télescopes individuels chacun 45 m, dispersés sur une distance allant jusqu'à 25 km, six bandes de fréquences de 50 à 1500 MHz) en Inde , à 80 km au nord de Pune dans le État du Maharashtra et du Very Large Array (VLA, 27 télescopes de 25 m chacun dans une configuration en forme de Y) à Socorro , Nouveau-Mexique , USA .
Depuis 2006, un nouveau type de radiotélescope a été construit aux Pays-Bas pour l'observation des ondes radio basse fréquence dans la gamme des ondes métriques, le Low Frequency Array (LOFAR). Au moment de son inauguration en juin 2010, il comptait environ 10 000 antennes à travers l'Europe. La première station LOFAR travaille à côté du télescope Effelsberg de 100 m depuis 2007. LOFAR est un prototype pour un radiotélescope encore plus grand, le Square Kilometer Array (SKA), dont la construction devrait débuter en 2021. Les premières observations devraient être possibles au milieu des années 2020.
HIPASS est un projet important d'exploration de l'univers qui est réalisé à l'aide de radiotélescopes . Ici, la signature de l' hydrogène en tant qu'indicateur des galaxies est recherchée de manière sensible à la distance . La zone de l'hémisphère sud est déjà terminée. La plupart des données ont été recueillies auprès du radiotélescope Parkes en Australie.
Voir également
Littérature
- James W. Mar, Harold Liebowitz: Technologie des structures pour les grands systèmes de télescope radio et radar. MIT Press, Cambridge MA et al.1969 , OCLC 250925598 .
- Jacob WM Baars et al: Réflecteurs de radiotélescope - Développement historique de la conception et de la construction. Springer, Cham 2018, ISBN 978-3-319-65147-7 .
liens web
Preuve individuelle
- ↑ Les radio-galaxies les plus éloignées. sur: Spektrum.de
- ↑ Questions fréquemment posées sur le SKA . Dans: SKA Telescope . ( skatelescope.org [consulté le 30 septembre 2019]).
- ^ Le projet SKA - Télescope SKA . Dans: SKA Telescope . ( skatelescope.org [consulté le 30 septembre 2019]).