Astronomi

Hvad er den højeste frekvens, der er blevet afbildet af et radioteleskop?

Hvad er den højeste frekvens, der er blevet afbildet af et radioteleskop?


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.

I dette svar til Skal vi opdatere definitioner og fjerne de 100 GHz hårde grænser for radioastronomirelaterede tags? Jeg skrev følgende delvise svar:

Ja, der er masser af retter, der fokuserer på bølgeledere eller horn, der føder antenner tilsluttet elektroniske forstærkere ved hjælp af transistorforstærkere, der er forbundet til heterodyne nedkonvertering med afbalancerede blandere og derefter analog-til-digital konvertering, hvor intensitetsbilleder produceres ved interferens implementeret matematisk i en computer (snarere end i bølgefronter, der rammer materiale, der producerer intensitetssignaler i form af elektroner (CCD'er) eller fononer (bolometre)) der arbejder op til ca. 1.000 GHz, så 100 GHz-grænsen er naturligvis forkert!

Med tanken om, at et radioteleskop måske defineret som at bruge konvertering til elektriske signaler før konvertering fra amplitude til intensitet (billeddannelse), hvad er den højeste frekvens, hvor dette er gjort?

Et nummer jeg kender er 230 GHz, som blev brugt af Event Horizon Telescope


Spørgsmålet Hvordan producerer ALMA stabile, gensidigt sammenhængende ~ THz lokale oscillatorer til alle deres retter? antyder, at dette er mindst 950 GHz, men jeg ved ikke, om det er en rekord eller ej. Optisk emission med smalt bånd kunne blandes med en laser i en ikke-lineær krystal, der producerer et mikrobølgesignal, der kan detekteres via radio, så potentielt kan svaret være synligt eller i nærheden af ​​infrarødt lys, men jeg ved det ikke.

opdatering: Så jeg er gået videre og spurgte dette separat: Er optisk interferometri blevet udført ved radiofrekvens ved hjælp af heterodyning med en laser i et ikke-lineært materiale?


Nogle omfattende søgninger f.eks. med scholar.google.com førte mig til et manuskript med titlen fra oktober 2020 Design og karakterisering af bølgede horn og optik på 275-500 GHz til en bredbåndsradio-astronomimodtager som allerede har alle oplysningerne i titlen: Det ser ud til, at der er en nuværende udvikling mod en anden 500 GHz-modtager.

Spørgsmålet nævnte en 0,95 THz-modtager, som er endda over det.

Jeg fandt også et online kursus på nrao.edu, der hævder, at 1 THz er den absolutte øvre grænse til langt infrarød i astronomi.


Første videnskab med ALMAs højeste frekvensfunktioner

Synopsis: Et team af forskere, der bruger de højeste frekvensfunktioner i Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array (ALMA), finansieret af US National Science Foundation og dets internationale partnere (NRAO / ESO / NAOJ), ALMA er blandt de mest komplekse og magtfulde astronomiske observatorier på jorden eller i rummet. Teleskopet er en række 66 høje præcisionsopvask antenner i det nordlige Chile. (ALMA) har afdækket jetfly Jets Et par stråler af ekstremt energiske partikler, der normalt kommer fra en aktiv galaktisk kerne, en eksploderende stjerne eller en pulsar. (Se aktiv galaktisk kerne eller pulsar for mere)

Jetfly kan også komme fra en protostjerne. (Se protostjerne) af varmt vanddamp, der strømmer væk fra en nydannende stjerne. Forskerne opdagede også "fingeraftryk" fra et forbløffende sortiment af molekyler i nærheden af ​​dette stjerneskole.

ALMA-teleskopet i Chile har transformeret, hvordan vi ser universet, og vist os ellers usynlige dele af kosmos. Denne vifte af utroligt præcise antenner studerer en forholdsvis højfrekvent stråling af radiolys: bølger, der spænder fra nogle få tiendedele af en millimeter til flere millimeter i længden. For nylig skubbet forskere ALMA til sine grænser og udnyttede arrayets højeste frekvens (korteste bølgelængde) kapacitet, der kigger ind i en del af det elektromagnetiske spektrum, der strækker sig over linjen mellem infrarødt lys og radiobølger.

”Højfrekvente radioobservationer som disse er normalt ikke mulige fra jorden,” sagde Brett McGuire, kemiker ved National Radio Astronomy Observatory i Charlottesville, Virginia, og hovedforfatter på et papir, der vises i Astrofysiske tidsskriftbogstaver. ”De kræver ALMA's ekstreme præcision og følsomhed sammen med nogle af de tørreste og mest stabile atmosfæriske forhold, der findes på Jorden.”

Under ideelle atmosfæriske forhold, der fandt sted om aftenen den 5. april 2018, trænede astronomer ALMAs højeste frekvens, submillimetersyn på en nysgerrig region i Cat's Paw Nebula (også kendt som NGC 6334I), et stjernedannende kompleks beliggende omkring 4.300 lys -år fra Jorden i retning af den sydlige konstellation Scorpius.

Tidligere ALMA-observationer af denne region ved lavere frekvenser afdækkede turbulent stjernedannelse, et meget dynamisk miljø og et væld af molekyler inde i tågen.

For at observere ved højere frekvenser er ALMA-antennerne designet til at rumme en række “bånd” & # 8212 nummereret 1 til 10 & # 8212, som hver studerer en bestemt del af spektret. Band 10-modtagere observerer ved den højeste frekvens (korteste bølgelængde) af et hvilket som helst af ALMA-instrumenterne og dækker bølgelængder fra 0,3 til 0,4 millimeter (787 til 950 gigahertz), hvilket også betragtes som infrarødt lys med lang bølgelængde.

Disse første ALMA-observationer med Band 10 gav to spændende resultater.

Jets of Steam fra Protostar

Et af ALMAs første Band 10-resultater var også en af ​​de mest udfordrende, den direkte observation af stråler med vanddamp, der strømmer væk fra en af ​​de massive protostjerner i regionen. ALMA var i stand til at detektere det submillimeter-bølgelængdelys, der naturligt udsendes af tungt vand (vandmolekyler, der består af ilt-, hydrogen- og deuteriumatomer, som er hydrogenatomer med en proton og en neutron i deres kerne).

”Normalt ville vi slet ikke være i stand til direkte at se dette særlige signal fra jorden,” sagde Crystal Brogan, en astronom hos NRAO og medforfatter på papiret. ”Jordens atmosfære, selv på bemærkelsesværdigt tørre steder, indeholder stadig vanddamp til fuldstændigt at overvælde dette signal fra enhver kosmisk kilde. Under usædvanligt uberørte forhold i den høje Atacama-ørken kan ALMA dog faktisk detektere dette signal. Dette er noget, som intet andet teleskop på Jorden kan opnå. ”

Når stjerner begynder at dannes ud af massive skyer af støv og gas, falder materialet omkring stjernen ned på massen i midten. En del af dette materiale drives dog væk fra den voksende protostjerne som et par stråler, der transporterer gas og molekyler, herunder vand.

Det tunge vand, forskerne observerede, flyder væk fra enten en enkelt protostjerne eller en lille klynge af protostjerner. Disse jetfly er orienteret forskelligt fra hvad der ser ud til at være meget større og potentielt mere modne jetfly, der stammer fra samme region. Astronomerne spekulerer i, at tungvandsstrålerne set af ALMA er relativt nylige funktioner, der lige er begyndt at bevæge sig ud i den omgivende tåge.

Disse observationer viser også, at i de regioner, hvor dette vand smækker ind i den omgivende gas, er lavfrekvent vandmaser Maser Et akronym, der står for "Mikrobølge-forstærket stimuleret emission af stråling." En maser kan bruges som en forstærker af radiobølger (svarende til en laser, som forstærker synligt lys). Dette kan være en naturligt forekommende funktion eller oprettes ved hjælp af specielle egenskaber for visse krystaller, som rubiner, ved temperaturer nær absolut nul og i stærke magnetfelter. Vandmolekyler i rummet kan danne masere, der hjælper astronomer med at undersøge radioemission fra objekter, der normalt ville være for svage til at opdage. s - naturligt forekommende mikrobølgeversioner af lasere & # 8212 blusser op. Maserne blev opdaget i supplerende observationer af National Science Foundation's Very Large Array Very Large Array The Very Large Array er et brugerdefineret interferometer, der varierer mellem 2/3 af en mile til 22 miles lang afhængigt af årstiden. Det anses for at være et af de mest avancerede radioteleskoparrays på jorden med 28 antenner i Socorro, New Mexico. .

ALMA observerer masser af molekyler

Ud over at lave slående billeder af objekter i rummet er ALMA også en yderst følsom kosmisk kemisk sensor. Når molekyler tumler og vibrerer i rummet, udsender de naturligt lys ved specifikke bølgelængder, som fremstår som spidser og dypper i et spektrum. Alle ALMAs modtagerbånd kan registrere disse unikke spektrale fingeraftryk, men disse linjer ved de højeste frekvenser giver unik indsigt i lettere, vigtige kemikalier som tungt vand. De giver også muligheden for at se signaler fra komplekse, varme molekyler, som har svagere spektrale linjer ved lavere frekvenser.

Ved hjælp af bånd 10 var forskerne i stand til at observere en region i spektret, der er ekstraordinært rig på molekylære fingeraftryk, herunder glycolaldehyd, det enkleste sukkerrelaterede molekyle.

Sammenlignet med tidligere verdens bedste observationer af samme kilde med Den Europæiske Rumorganisation & Herschel Space Observatory, registrerede ALMA-observationer mere end ti gange så mange spektrale linjer.

”Vi opdagede et væld af komplekse organiske molekyler, der omgiver denne massive stjernedannende region,” sagde McGuire. "Disse resultater er modtaget med begejstring af det astronomiske samfund og viser endnu en gang, hvordan ALMA vil omforme vores forståelse af universet."

ALMA er i stand til at udnytte disse sjældne vinduer af muligheder, når de atmosfæriske forhold er “lige rigtige” ved hjælp af dynamisk planlægning. Det betyder, at teleskopoperatørerne og astronomerne nøje overvåger vejret og gennemfører de planlagte observationer, der bedst passer til de rådende forhold.

”Der er helt sikkert en hel del betingelser, der skal opfyldes for at gennemføre en vellykket observation ved hjælp af bånd 10,” konkluderede Brogan. ”Men disse nye ALMA-resultater viser, hvor vigtige disse observationer kan være.”

& # 8220For at forblive i spidsen for opdagelsen skal observatorier løbende innovere for at drive forkant med hvad astronomi kan udrette, & # 8221 sagde Joe Pesce, programdirektør for National Radio Astronomy Observatory hos NSF. & # 8220Det er et kerneelement i NSFs NRAO og dets ALMA-teleskop, og denne opdagelse skubber grænsen for, hvad der er muligt gennem jordbaseret astronomi. & # 8221

National Radio Astronomy Observatory er en facilitet fra National Science Foundation, der drives under samarbejdsaftale af Associated Universities, Inc.

Kontakt:
Charles Blue, Public Information Officer
(434) 296-0314 [email protected]

Denne forskning er præsenteret i en artikel med titlen "De første resultater af en ALMA-bånd 10 spektral linieundersøgelse af NGC 6334I: Påvisning af glycolaldehyd (HC (O) CH2OH) og en ny kompakt bipolar udstrømning i HDO og CS" af B. McGuire et. al. i Astrophysical Journal Letters. [http://apjl.aas.org] Fortryk: [https://arxiv.org/abs/1808.05438]

Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array (ALMA), en international astronomifacilitet, er et partnerskab mellem Den Europæiske Organisation for Astronomisk Forskning på den sydlige halvkugle (ESO), US National Science Foundation (NSF) og National Institutes of Natural Sciences ( NINS) i Japan i samarbejde med Republikken Chile. ALMA finansieres af ESO på vegne af sine medlemsstater, af NSF i samarbejde med Canadas National Research Council (NRC) og National Science Council of Taiwan (NSC) og af NINS i samarbejde med Academia Sinica (AS) i Taiwan og Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI).

ALMA-konstruktion og operationer ledes af ESO på vegne af dets medlemsstater af National Radio Astronomy Observatory (NRAO), ledet af Associated Universities, Inc. (AUI), på vegne af Nordamerika og af National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ ) på vegne af Østasien. Joint ALMA Observatory (JAO) sørger for en samlet ledelse og ledelse af ALMA's konstruktion, idriftsættelse og drift.


Besøg det mest produktive radioteleskop i verden!

Uanset om du planlægger en tur til New Mexico og ønsker at få en forhåndsvisning eller bare vil vide mere om dette fjerntliggende sæt radiofad, har vi to muligheder for at introducere dig til dette unikke videnskabelige værktøj, som vi bruger til at afsløre usynligt univers.

VLA Videnskab

Very Large Array er det mest alsidige, udbredte radioteleskop i verden. Det kan kortlægge storstilet struktur af gas og molekylære skyer og lokalisere udstødning af plasma fra supermassive sorte huller. Det er verdens første farvekamera til radioastronomi takket være dets nye serie af modtagere og en supercomputer, som kan behandle brede felter med spektral data samtidigt. VLA er også en højpræcisions rumfartøjsspor, som NASA og ESA har brugt til at holde øje med robotrumfartøjer, der udforsker solsystemet.

Allerede før dets formelle dedikation i 1980 var VLA blevet et uvurderligt forskningsværktøj. Mere end 5.000 astronomer fra hele verden har brugt VLA til mere end 14.000 forskellige observationsprojekter. VLA har haft stor indflydelse på næsten alle grene af astronomien, og resultaterne af dens forskning er rigelige på siderne i videnskabelige tidsskrifter og lærebøger. Mere end 500 Ph.D. grader er tildelt på grundlag af forskning foretaget med VLA.

Opdagelser

Is på kviksølv
Kviksølv, den inderste planet i vores solsystem, er mindre end halvdelen af ​​jorden, men er dobbelt så tæt på solen som vi er. Dele af kviksølv og månelignende, stenet overflade opvarmes af solen til temperaturer, der nærmer sig 800 grader Fahrenheit (425 grader Celsius). Dette er bestemt ikke en verden som vores.

I 1991 undersøgte planetforskere imidlertid Merkur ved hjælp af et radarsystem bestående af NASAs 70 meter (230 fod) parabolantenne i Goldstone, Californien, udstyret med en sender på en halv million watt og VLA som det modtagende system. VLA blev konfigureret til at kortlægge kviksølv med detaljer ned til 100 meter på tværs.

Strålen på 8,5 GHz mikrobølger sendt fra Goldstone sprang ud af kviksølv og blev opsamlet på VLA for at producere et radarbillede af planeten. Forskerne brugte Goldstone-VLA-radarsystemet til at se på siden af ​​Mercury, der ikke blev fotograferet af Mariner 10 i midten af ​​1970'erne.

Dette billede af kviksølv var resultatet af et radareksperiment ved hjælp af NASA JPL / DSN 70-m-antennen i Goldstone, CA, som transmitter og Very Large Array (VLA) som modtager. Røde områder er områder med høj radarreflektionsevne, som enten kan være et resultat af overflade- og overfladesammensætning eller overfladeruhed. Nordpolen er den lyseste region, en indikation af tilstedeværelsen af ​​betydelige mængder vandis. En lignende region er blevet påvist i de sydpolære regioner. De to andre store reflekterende regioner er aldrig blevet fotograferet, så årsagen til de høje refleksioner forbliver et mysterium.

Det resulterende radarbillede, vist til venstre, indeholdt en forbløffende overraskelse. På dette billede indikerer rødt stærk refleksion af radarsignalet og gul, grøn og blå, gradvis svagere refleksion. Den lyse røde prik øverst på billedet indikerer stærk radarrefleksion ved Mercury's nordpol. I 1994 fandt holdet et lignende sted på Mercurys sydpol.

& # 8220Normal & # 8221 is, som den der findes på Jorden, er som en svamp, der absorberer radiobølger, men is ved meget lave temperaturer er et spejl for radiobølger. Den stærke refleksion set på Merkur er for stor til at være forårsaget af en øjeblikkelig & # 8220glint & # 8221 fra en kratervæg, og når den undersøges mere detaljeret, deler den karakteristika for refleksioner fra vandisen set på Mars og de iskolde måner fra Jupiter .

Forskere mener nu, at is samler sig på gulvet i dybe kratere ved Mercury & # 8217 s poler, hvor den kan forblive permanent skyggelagt fra solen og nå temperaturer så lave som -235 grader Fahrenheit (125 grader Kelvin).

Supermassivt sort hul eller Galaxy først?
I 2011 fandt astronomer et sort hul en million gange mere massivt end solen i en stjernedannende dværggalakse. Galaksen, kaldet Henize 2-10, 30 millioner lysår fra Jorden og danner stjerner meget hurtigt. Uregelmæssigt formet og omkring 3.000 lysår på tværs (sammenlignet med 100.000 for vores egen Mælkevej) ligner det, hvad forskere mener var nogle af de første galakser, der dannedes i det tidlige univers.

Supermassive sorte huller ligger ved kernerne i alle & # 8220 i fuld størrelse & # 8221 galakser. I det nærliggende univers er der et direkte forhold & # 8212 et konstant forhold & # 8212 mellem masserne i de sorte huller og de centrale & # 8220bulges & # 8221 i galakserne. Astronomer havde konkluderet, at sorte huller og deres buler påvirkede hinandens vækst.

Imidlertid, i det fjerne univers, set tilbage til en tid, hvor mange flere galakser var unge, fandt astronomer, at de sorte huller var større end deres værtsgalakser. Denne VLA-dværggalakseopdagelse er en stærk indikation af, at supermassive sorte huller blev dannet før opbygningen af ​​galakser. Dette er et kritisk stykke af det galakseoprettende puslespil, der er løst!

Mikrokvasarer
I fjerntliggende kvasarer og aktive galakser, millioner eller endda milliarder lysår væk, er tyngdekraften og den magnetiske energi i supermassive sorte huller i stand til at accelerere & # 8220jets & # 8221 af subatomære partikler til hastigheder, der nærmer sig lysets.

I foråret 1994 observerede forskere et røntgenemitterende objekt kaldet GRS 1915 + 105, som netop havde vist et udbrud af radioemission. Dette objekt var kendt for at være omkring 40.000 lysår væk inden for vores egen Mælkevejsgalakse & # 8212 i vores eget kosmiske kvarter. Deres tidsserie af VLA-observationer viste, at et par objekter, der blev skubbet ud fra GRS 1915 + 105, bevægede sig fra hinanden med superhastigheder. Dette var første gang, at denne type jethandling var blevet opdaget i vores egen Galaxy.

GRS 1915 + 105 menes at være et dobbeltstjernesystem, hvor et af parret kun er et sort hul eller en neutronstjer et par gange solens masse. Den mere massive genstand trækker materiale fra sin stjernekammerat. Materialet kredser om den massive genstand i en tiltrædelsesdisk, inden den trækkes ind i den. Friktion i akkretionsskiven skaber temperaturer, der er varme nok til, at materialet udsender røntgenstråler, og det antages, at magnetiske processer fremskynder materialet i de stråler, vi ser i radiobølger.

Flere andre Galactic & # 8220microquasars & # 8221 er blevet opdaget og undersøgt med VLA og VLBA. Mikrokvasarer i vores egen Galaxy, fordi de er tættere og dermed lettere at studere end fjerne kvasarer, er blevet uvurderlige & # 8220laboratories & # 8221 for at afsløre de fysiske processer, der producerer superhurtige stråler af materiale.

Midten af ​​vores Mælkevejs galakse er forankret af et sort hul, der er næsten 5 millioner gange massen af ​​vores sol. Omkring det er en kaotisk by med stjerner, gas og støv, som vi kalder Skytten A. Vi stablede røntgen-, infrarøde og radiobilleder med falsk farve i dette enkelt billede for at vise dig de forskellige strukturer, der er skjult inde i kernen i vores Galaxy . Røntgenstråler (lilla) udstråler fra den supervarme gas, der er fanget i det sorte hul. Stjerner plus tonsvis af støvkorn opvarmes af det konstante kaos i kredsløb omkring det sorte hul og glødes derefter i infrarødt lys (guld). Og de enorme puljer og trearmede floder med gas skinner i radiolys (appelsiner og røde) for at spore kompleksiteten af ​​magnetfelter i dette voldelige kvarter.

Center for vores Galaxy
Det komplekse centrum af vores egen Mælkevejsgalakse er et mystisk sted, indhyllet af støv fra udsigten til optiske teleskoper, men synligt for radioteleskoper som VLA.

I 1983 brugte et team af observatører VLA til at lave et billede af det Galaktiske Center, der for første gang afslørede en & # 8220mini-spiral & # 8221 af varm gas, der lurede der. Samme år lavede et andet hold et endnu mere detaljeret billede af regionen, der ikke kun viste mini-spiralen, men også et særskilt, separat punkt for radioemission svarende til det nøjagtige centrum af Galaxy. Dette punkt er kendt som Sgr A *, opdaget i 1974 af vores Green Bank Interferometer i West Virginia.

Fra 1982 til 1998 observerede astronomer Sgr A * med VLA for at måle dens tilsyneladende bevægelse omkring Galaxy, hvis nogen. Hvis Sgr A * var sammenlignelig i masse med en stjerne, ville den bevæge sig hurtigt rundt om Galaxy. På den anden side, hvis det var en meget massiv genstand, såsom et sort hul, ser det ud til at være i ro i Galaxy & # 8217 s center.

Dette langsigtede projekt viste, at Sgr A * ser ud til at bevæge sig meget lidt. Observationer med vores mere præcise Very Long Baseline Array bekræftede VLA-dataene. I dag menes Sgr A * at være stedet for et sort hul omkring 2,6 millioner gange mere massivt end solen.

I 1984 blev der opdaget flere parallelle glødende filamenter ved Galactic Center, og VLA-kortlægningsprojekter af disse komplekse magnetiske strukturer er i gang.

Einstein Ringe
Albert Einsteins generelle relativitetsteori, offentliggjort i 1916, forudsagde, at massive genstande, såsom stjerner, kunne bøje lysstråler, der passerede i nærheden. Denne forudsigelse blev bekræftet ved observation af en sådan bøjning af stjernelys nær solen i 1919. Samme år foreslog en engelsk fysiker, Sir Oliver Lodge, at dette fænomen kunne producere en tyngdekraftlinse.

Dette bemærkelsesværdige billede er resultatet af en tyngdekraftlinse, en mellemliggende krop, der er massiv nok til at danne flere billeder af en fjern kvasar ved tyngdekraftens afbøjning af lys. To billeder af kvasaren ses på dette radiokort & # 8211 A-billedet er det lyse punktlignende billede nord for centrum, og B-billedet er det lyse punktlignende billede syd for centrum. Det svage billede lige nord for B-billedet falder sammen med midten af ​​en stor galakse observeret i det optiske, som sammen med den rige klynge af galakser, den ligger i, menes at fungere som tyngdekraftlinse. Resten af ​​billederne set på kortet skyldes udvidet radioemission i forbindelse med kvasaren, som ikke er blevet multipliceret. Farverne repræsenterer intensiteten af ​​radioemissionen & # 8211 rød er lys og blå er svag.

I 1936 viste Einstein selv, at hvis en stærkt emitterende genstand var nøjagtigt bag en massiv krop, der var i stand til at fremstille en tyngdekraftlinse, ville resultatet være et billede af en ring omkring den massive objektiver med linse. Imidlertid afviste han muligheden for nogensinde at opdage en sådan linse på grund af den lille chance for, at den nøjagtige tilfældighed, der kræves, nogensinde ville opstå.

Optiske observatører opdagede den første tyngdekraftlinse i 1979, og VLA blev hurtigt brugt til at bekræfte opdagelsen (vist til venstre). Den fjerde kendte tyngdekraftlinse blev opdaget med VLA.

I begyndelsen af ​​1987 lavede en gruppe observatører korte, to minutters, & # 8220snapshot & # 8221 billeder af et stort antal radioemitterende objekter med VLA. Et objekt kendt som MG1131 + 0456 viste en interessant oval struktur med aflange lyspunkter i begge ender. Således opdagede VLA mere end 50 år efter Einsteins forudsigelse den type genstand, han havde anset for usandsynlig nogensinde at blive fundet. Efterfølgende undersøgelser har vist, at dette objekt består af en fjern kvasar, hvis radioemission bøjes, eller & # 8220linses & # 8221 af en galakse mellem kvasaren og Jorden.

Gamma-ray bursts 'art
Gamma Ray Bursts (GRB'er) blev opdaget i 1967 af satellitter designet til at overvåge overholdelse af den atmosfæriske nukleare testforbudsaftale. De kortvarige udbrud af den mest energiske elektromagnetiske stråling forblev et af de største mysterier inden for astrofysik i næsten tre årtier derefter. I det meste af denne periode var bursts & # 8217 positioner på himlen kun kendt med begrænset præcision, hvilket gjorde undersøgelse af dem med jordbaserede optiske og radioteleskoper umulige.

På grund af afstandsusikkerheden vidste astronomer for eksempel ikke, om GRB'er var i vores eget solsystem, vores galakse eller i det fjerne univers.

Den 8. maj 1997 opdagede den italiensk-hollandske satellit BeppoSAX en Gamma Ray Burst, og VLA-observatører opdagede radioemission fra dette objekt den 13. maj. Siden da har VLA været brugt til at følge adskillige GRB “efterglød.”

Mens GRB efterglød falmer hurtigt ved andre bølgelængder, har VLA været i stand til at følge en efterglød i mere end et år og spore ændringer i dens intensitet og andre egenskaber. Disse observationer afslører størrelsen på ildkuglen og hastigheden på dens ekspansion.

Efter tre årtier med mysterium ved astronomer nu, at GRB'er, de mest voldelige begivenheder i det nuværende univers, forekommer i de støvede dele af galakser, hvor det sandsynligvis stadig er unge og / eller massive stjerner i de skyer, hvorfra de dannede sig. Dette bevis understøtter teorien om, at GRB'er skyldes en & # 8220hypernova, & # 8221 den eksplosive død af en meget massiv stjerne, der kollapser og danner et sort hul.


Fysik og kemi i solsystemet

Radiofysik og magnetosfærer af Jupiter og Saturn

Et radioteleskop på Jorden observerer Saturn i to vinkelrette polarisationer. Følgende målinger af fluxdensitet opnås:

Fluxdensitet B (FU)
Frekvens (MHz)Polarisering 1Polarisering 2
3004.4 × 10 −2 4.0 × 10 −2
1,0009.2 × 10 −2 8.4 × 10 −2
3,0000.240.22
10,0002.12.1

For hvilken frekvens forventer vi, at den målte lysstyrketemperatur er mest repræsentativ for den termiske emission fra planetens disk? Hvorfor?

Alle de ovennævnte decimetriske observationer blev foretaget i en afstand fra Saturn af Δ = 8,5 AU. Forudsat at al stråling udsendes ensartet fra planetens disk, skal du beregne lysstyrketemperaturen ved hver af de observerede frekvenser.

Den observerede infrarøde lysstyrketemperatur for Saturn (ved 10 um) er Tb = 95 K. På en logbog Bλ kontra log λ (fra 1 til 100 cm), pluk de observationsdata, der er angivet ovenfor, og træk den forventede opførsel af B for en sort kropsemitter ved 95 K. Forklar forskellen mellem disse to kurver.

Forklar tydeligt, hvorfor elektroner, der kredser ved 16 kHz i et magnetfelt, kan producere stærk emission ved frekvenser på flere hundrede MHz.

Skel klart mellem det magnetiske skalnummer L og afstanden fra planeten i enheder af R.s. Se fig. V.51 for nemheds skyld.

Skriv et computerprogram for at evaluere integralet i ligning. (V.240). Kontroller, at de tilnærmelser, der er nævnt i teksten, er gyldige.

Figur V.57 viser en forbedring af det magnetiske felt af Saturn ud over 10RSpå grund af enorme mængder fangede ladede partikler i strålingsbåndene. En ellers klog kemiker reagerer, når han hører om dette fænomen, at den overskydende feltstyrke kan være forårsaget af højere ordens komponenter i det planetariske magnetfelt. Brug fysiske argumenter til at vise fejlen i denne ræsonnement.


Et radioteleskop scanner nu dybt rum fra Månens fjerne side

For første gang i astronomisk historie indsamler et rumbaseret radioteleskop data fra Månens fjerneste side et sted uden jordens interferens. Dette samarbejde mellem Kina og Holland kunne give ny indsigt i forholdene i det tidlige univers.

Instrumentet, kaldet Holland-Kina Low Frequency Explorer (NCLE), er placeret på Queqiao, en kinesisk kommunikationssatellit, der blev lanceret til støtte for Chang'e 4-missionen, den første blødlandings- og robotmission til månens fjerne side . NCLE blev udviklet i Holland af Radboud University, ASTRON og ISISpace sammen med støtte fra Netherlands Space Office.

Queqiao ligger i øjeblikket omkring 450.000 kilometer (280.000 miles) fra Jorden, og den er placeret i en halobane, der holder satellitten i jorden-månen L2 Lagrange-punktet (så satellitten forbliver bag månen fra vores perspektiv og kommer aldrig mellem jorden og Måne).

Se det første panorama af den anden side af månen, fanget af Kinas Chang’e 4 Lander

Månens fjerneste side nær dens sydlige pol er et dødt, svagt sted fyldt med grober og klipper, som ...

Indtil nu leverede Queqiao telekommunikationstjeneste til Chang'e 4-missionen, der fungerede som en relæstation mellem Yutu 2-landeren og Kinas projektkontrolcenter på Jorden. Det hollandsk-kinesiske teleskopradioteleskop har været i dvale, siden det blev lanceret i maj 2018. NCLE-enheden skulle have været indsat for et par måneder siden, men det blev forsinket på grund af den enorme succes med Chang'e 4-missionen, som forventedes ikke at vare ud over marts 2019.

China National Space Administration (CNSA) har nu besluttet at gå videre til næste fase af missionen og konvertere Queqiao til et observatorium for radioastronomi, ifølge en pressemeddelelse fra Radboud University. Tre antenner er nu delvist udfoldet, hvilket muliggør radioscanninger af rummet - uden irriterende interferens fra Jordens atmosfære.

”Vi er endelig i forretning og har et radioastronomiinstrument af hollandsk oprindelse i rummet,” sagde Heino Falcke fra Radboud Universitet i pressemeddelelsen. "Holdet har arbejdet utroligt hårdt, og de første data vil afsløre, hvor godt instrumentet virkelig fungerer."

NCLE skal være i stand til at detektere supersvage radiosignaler, hvilket den vil gøre med sine tre 5 meter lange antenner, der fungerer i radiofrekvensområdet 80 kHz til 80 MHz, ifølge ISISpace, en hollandsk satellitproducent, der er involveret i missionen. Forskere håber at indfange radiosignaler forbundet med universets mørke tidsalder - perioden umiddelbart efter Big Bang før stjernernes fødsel. Radiosignaler fra denne embryonale æra anses ifølge ISISpace for at være den hellige gral i kosmologi. Disse gamle signaler kan stort set ikke detekteres fra Jorden, da de er blokeret af vores planets atmosfære. Radiodata fra mørketiden kunne afsløre ny indsigt i de første stjerner og galakser såvel som ark ark atter og ark arkiv, som stadig er dårligt forståede kosmologiske fænomener.

Udviklingen af ​​de tre antenner, der var pakket inde i Queqiao, var ikke en jævn proces, ifølge pressemeddelelsen:

Det længere ophold bag månen havde sandsynligvis en effekt på antennerne. Først udfoldede antennerne sig jævnt, men efterhånden som processen skred, blev den stadig vanskeligere. Holdet besluttede derfor at indsamle data først og måske folde antennerne ud senere på et senere tidspunkt. Med disse kortere antenner er instrumentet følsomt for signaler fra omkring 800 millioner år efter Big Bang. Når de er foldet ud i deres fulde længde, vil de være i stand til at fange signaler lige efter Big Bang.

Yderligere detaljer blev ikke givet om anomalien, men video af NCLE-antennens implementering i laboratorieindstillinger kan ses her.

Forhåbentlig vil dette ikke være et løbende problem, og holdet kan udvide antennerne til deres fulde position uden yderligere problemer. Chang'e 4-missionen har præsenteret en virkelig pæn mulighed for forskere til at indsamle data, der ellers ville forblive usynlige for os. We eagerly await the results of this exciting next phase in the mission.

Senior staff reporter at Gizmodo specializing in astronomy, space exploration, SETI, archaeology, bioethics, animal intelligence, human enhancement, and risks posed by AI and other advanced tech.

Share This Story

Get our newsletter

DISCUSSION

“. the Netherlands-China Low Frequency Explorer (NCLE). ”

Man, they missed a bet. The should have called it the United Netherlands-China Low-fre quency Explorer (UNCLE). A s taff member would then be. wait for it. The Man From Uncle . Ok. I’ll just sit quietly over here.


Looking at Jupiter's radio frequencies

Radio Image of Jupiter. Credit: ATNF

In the visible spectrum, Jupiter is a bright, star-like point in the night sky. Viewing it with the naked eye, it would be easy to confuse it with a star except for the fact that it doesn't twinkle. At radio frequencies Jupiter appears very different. It doesn't have a simple round shape, for example, and it is extraordinarily bright. So bright that it can outshine the Sun at some radio frequencies.

Much of this radio power is driven by Jupiter's moon, Io. Tidal forces on Io due to Jupiter's gravitational field cause the moon to be extraordinarily active geologically. Volcanic activity on Io throws material away from the moon, which tends to spread around Jupiter in a region known as the Io torus. This forms a plasma ring around the planet, through which Io orbits. As Io moves through the plasma torus, it generates a strong electric current between Io and Jupiter. This current is twisted by the rotation of Jupiter, causing a spike in radio intensity about every 10 hours. The radio brightness of Jupiter isn't a perfect cycle, though, and can vary due to other factors such as solar activity.

Because of the brightness of Jupiter and the ease with which you can create a radio detector, listening to Jupiter is a popular project for student astronomers. For about $100 US, you can build a basic radio telescope to observe radio frequencies between 18 and 28 megahertz, which is pretty optimal for Jupiter. NASA has a project known as Radio Jove, where you can learn about how to build such a telescope, and RadioSky has more details about observing Jupiter, including recorded sounds of the planet.

Usually when we think of amateur astronomy, we think of lens and mirror telescopes for looking at visible objects, but it can also be more akin to ham radio. Just as a first view of Jupiter's moons can inspire a child's interest in astronomy, so too can listening in to Radio Jupiter.


Astronomers Observe Nearby Radio Galaxy Centaurus A

A close-up view of Centaurus A and the location of a black hole 55 million times more massive than the Sun. Credit: ICRAR/Curtin.

Astronomers have used two Australian radio telescopes and several optical telescopes to study complex mechanisms that are fuelling jets of material blasting away from a black hole 55 million times more massive than the Sun.

In research published today, the international team of scientists used the telescopes to observe a nearby radio galaxy known as Centaurus A.

“As the closest radio galaxy to Earth, Centaurus A is the perfect ‘cosmic laboratory’ to study the physical processes responsible for moving material and energy away from the galaxy’s core,” said Dr Ben McKinley from the International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR) and Curtin University in Perth, Western Australia.

Centaurus A is 12 million light-years away from Earth—just down the road in astronomical terms—and is a popular target for amateur and professional astronomers in the Southern Hemisphere due to its size, elegant dust lanes, and prominent plumes of material.

The giant radio galaxy Centaurus A as observed by the Murchison Widefield Array telescope. Credit ICRAR/Curtin.

“Being so close to Earth and so big actually makes studying this galaxy a real challenge because most of the telescopes capable of resolving the detail we need for this type of work have fields of view that are smaller than the area of sky Centaurus A takes up,” said Dr McKinley.

“We used the Murchison Widefield Array (MWA) and Parkes—these radio telescopes both have large fields of view, allowing them to image a large portion of sky and see all of Centaurus A at once. The MWA also has superb sensitivity allowing the large-scale structure of Centaurus A to be imaged in great detail,” he said.

The MWA is a low frequency radio telescope located at the Murchison Radio-astronomy Observatory in Western Australia’s Mid West, operated by Curtin University on behalf of an international consortium. The Parkes Observatory is 64-metre radio telescope commonly known as “the Dish” located in New South Wales and operated by CSIRO.

Observations from several optical telescopes were also used for this work— the Magellan Telescope in Chile, Terroux Observatory in Canberra, and High View Observatory in Auckland.

“If we can figure out what’s going in Centaurus A, we can apply this knowledge to our theories and simulations for how galaxies evolve throughout the entire Universe,” said co-author Professor Steven Tingay from Curtin University and ICRAR.

“As well as the plasma that’s fuelling the large plumes of material the galaxy is famous for, we found evidence of a galactic wind that’s never been seen—this is basically a high speed stream of particles moving away from the galaxy’s core, taking energy and material with it as it impacts the surrounding environment,” he said.

By comparing the radio and optical observations of the galaxy the team also found evidence that stars belonging to Centaurus A existed further out than previously thought and were possibly being affected by the winds and jets emanating from the galaxy.

PDF copy of the Paper: The jet/wind outflow in Centaurus A: a local laboratory for AGN feedback


Indhold

In 1973, Henry Proctor Palmer made the suggestion of extending the interferometer links already in place at Jodrell Bank at the time, which started the planning of the telescope array. [6] [7] Construction started in 1975. [7] The system was originally officially called MTRLI (Multi-Telescope Radio Linked Interferometer), but was commonly referred to by the simpler name of MERLIN. It originally consisted of either the 76m Lovell Telescope or the 25m Mark II, along with the 25m Mark III at Wardle, the 85 ft at Defford and a new telescope at Knockin. This new telescope was made by E-Systems and was constructed based on the design for the telescopes in the Very Large Array, which was being constructed at the same time also by E-Systems. [8] [9]

The construction of the new telescope, the installation of microwave communication links and the construction of the correlator were jointly called "Phase 1" of the MERLIN project, the funding for which was approved on 30 May 1975. [10] The construction of the new telescope started on 9 July 1976, and was completed by 8 October 1976. The telescope was first controlled remotely from Jodrell in January 1977. [11] The microwave links were installed in May 1978. [12] The first observations using the system – measurements of 30 distant radio sources – were taken in January and February 1980. [13] The final cost of phase 1 of the system was £2,179,000 (1976). [13]

Two additional telescopes were added in Phase 2 of the project, along with their radio links to Jodrell Bank. While it was originally proposed that one of the telescopes would be sited at Jodrell Bank and the other at Darnhall, the pair were finally sited at Pickmere (also known as Tabley) and Darnhall. The two telescopes were the same as that at Knockin. Construction on both telescopes started on 9 April 1979, and was completed by 31 October 1979. The Pickmere telescope was connected into MTRLI for the first time on 20 July 1980, followed by the Darnhall telescope on 16 December 1980. The second phase was formally completed on the 31 December 1981, and had cost £3,142,210. [14]

The longest baseline of MTRLI was 134 km, between Pickmere and Defford. [8] The first map produced by the array was published on 6 November 1980. [7] In the first 2 years of operation (1980–1982), the array was used to observe at frequencies of 408 MHz (with a resolving power of 1 arcsecond), 1666 MHz (0.25 arcsecond) and 5 GHz (0.08 arcsecond). [15]

When the Mark II's surface was replaced in 1987, it could be used along with the three E-systems telescopes on the 22 GHz frequency, expanding MTRLI at that frequency. [8] One of the 18 m dishes of the One-Mile Telescope was temporarily used in MTRLI from 1987 until autumn 1990, which greatly improved its resolution. [16]

MTRLI was renamed to MERLIN in the early 1990s, and shortly afterwards the addition of the purpose-built 32 m Cambridge antenna in 1991 increased both the sensitivity and angular resolution of the array. The array also had a new correlator and new, cooled receivers, and some of the microwave links between the telescopes were improved so that the array could observe both hands of polarization. [17]

Since 1996, carousels for the different receivers on each of the E-systems telescopes and the Mark II telescope were installed (the Cambridge telescope already had such a system installed), providing frequency agility. In 1997 and 1998, dual-frequency (5 and 22 GHz) observations were made with the array for the first time. [17]

There are plans to construct a telescope in Ireland that would be added to the array. [18]

MERLIN used microwave links to send astronomical data back from the remote stations. These links had a limited bandwidth so much of the data was thrown away. In order to increase the sensitivity of the telescope the links were replaced by optical fibre links with a bandwidth of 4 GHz, compared to the original limit of 30 MHz, increasing the sensitivity of the array by a factor of around 30. This vast increase in data meant that the old correlator was no longer able to cope, so a new correlator was constructed which is capable of processing over 200 Gbit/s. [21]

Another major development which is part of the upgrade is frequency flexibility — the ability to alter the observing band of the entire array in a matter of minutes using rotating carousels of receivers. Some telescopes in the array already had this capability, while the rest required the visit of an engineer to change the receiver. When e-MERLIN becomes operational the telescope will be able to switch rapidly between 1.4, 5, 6 and 22 GHz. This is required in order to take advantage of optimum conditions for high frequency observations where atmospheric conditions can severely affect results. [ nødvendig henvisning ]

Work started on the e-MERLIN upgrade in May 2004 and it was completed in 2009. [22] [23]

STFC's Programmatic Review 2007–08 Edit

On 6 March 2008 the Science and Technology Facilities Council (STFC) announced that the (e-MERLIN/JIVE) project was at risk because of a £80m shortfall in its budget. This was due to the initial recommendations of the Particle Physics, Astronomy and Nuclear Physics Science Committee (PPAN), that had listed the project as a "lower priority". Following concerns that PPAN's recommendations did not adequately represent the UK's astronomical priorities, [24] STFC established a wider consultation review involving various advisory panels to re-priorities the STFC program. [25] The Ground-Based Astronomy Consultation Panel then recommended e-MERLIN should be changed from the lowest band ("lower priority"), to the second highest, adding that "e-Merlin could be a world-leading facility well into the next decade" and "e-Merlin offered dramatic potential to both traditional UK radio astronomy users and importantly to a broader community". [26]

On 8 July 2008 STFC presented their final version of the programmatic review at a Town Meeting at the Royal Society stating: "Given the strategic importance of e-MERLIN to the future of UK radio astronomy and to the highly ranked SKA project, we are working with the University of Manchester and other stakeholders to find a viable way in which e-MERLIN operations can be supported in the medium term on a shared cost basis. We have made provision for STFC support of operations to be made available to facilitate such a solution." [27]

Among many other things, MERLIN has been used to observe:

  • Radio-loud galaxies, for example Messier 87. [15]
  • Quasars, for example 3C 418. [28]
  • Spectral line observations of Hydroxyl (OH) in interstellar gas clouds. [29]

The telescope can also be used for highly precise astrometry. [30] In 1998, MERLIN in conjunction with the Hubble Space Telescope discovered the first Einstein ring. [31] The telescope has also been used in combination with the VLA to carry out a weak lensing analysis. [32]


Outback telescope captures Milky Way center, discovers remnants of dead stars

A new view of the Milky Way from the Murchison Widefield Array, with the lowest frequencies in red, middle frequencies in green, and the highest frequencies in blue. Huge golden filaments indicate enormous magnetic fields, supernova remnants are visible as little spherical bubbles, and regions of massive star formation show up in blue. [The supermassive black hole at the centre of our galaxy is hidden in the bright white region in the centre.] Credit: Dr Natasha Hurley-Walker (ICRAR/Curtin) and the GLEAM Team

A radio telescope in the Western Australian outback has captured a spectacular new view of the center of the Milky Way galaxy. The image from the Murchison Widefield Array (MWA) telescope shows what our galaxy would look like if human eyes could see radio waves.

Astrophysicist Dr. Natasha Hurley-Walker, from the Curtin University node of the International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR), created the images using the Pawsey Supercomputing Centre in Perth. "This new view captures low-frequency radio emission from our galaxy, looking both in fine detail and at larger structures," she said. "Our images are looking directly at the middle of the Milky Way, towards a region astronomers call the galactic center."

The data for the research comes from the GaLactic and Extragalactic All-sky MWA survey, or GLEAM for short. The survey has a resolution of two arc minutes (about the same as the human eye) and maps the sky using radio waves at frequencies between 72 and 231 MHz (FM radio is near 100 MHz).

"It's the power of this wide frequency range that makes it possible for us to disentangle different overlapping objects as we look toward the complexity of the galactic center," Dr. Hurley-Walker said.

The 27 newly-discovered supernova remnants--the remains of stars that ended their lives in huge stellar explosions thousands to hundreds of thousands of years ago. The radio images trace the edges of the explosions as they continue their ongoing expansion into interstellar space. [Some are huge, larger than the full moon, and others are small and hard to spot in the complexity of the Milky Way.] Credit: Dr Natasha Hurley-Walker (ICRAR/Curtin) and the GLEAM Team.

"Essentially, different objects have different 'radio colors,' so we can use them to work out what kind of physics is at play."

Using the images, Dr. Hurley-Walker and her colleagues discovered the remnants of 27 massive stars that exploded in supernovae at the end of their lives. These stars would have been eight or more times more massive than our sun before their dramatic destruction thousands of years ago.

Younger and closer supernova remnants, or those in very dense environments, are easy to spot, and 295 are already known. Unlike other instruments, the MWA can find those which are older, further away, or in very empty environments.

This 28 image photomosaic captures the arch of the milky way over the Guilderton Lighthouse in Western Australia, and the Large and Small Magellanic Clouds. The location of a supernova that would have exploded 9,000 years ago and been visible in the night sky is shown in the image. Credit: Paean Ng / Astrordinary Imaging

Dr. Hurley-Walker said one of the newly discovered supernova remnants lies in such an empty region of space, far out of the plane of our galaxy, and so despite being quite young, is also very faint. "It's the remains of a star that died less than 9,000 years ago, meaning the explosion could have been visible to Indigenous people across Australia at that time," she said.

An expert in cultural astronomy, Associate Professor Duane Hamacher from the University of Melbourne, said some Aboriginal traditions do describe bright new stars appearing in the sky, but we don't know of any definitive traditions that describe this particular event. "However, now that we know when and where this supernova appeared in the sky, we can collaborate with Indigenous elders to see if any of their traditions describe this cosmic event. If any exist, it would be extremely exciting," he said.

Dr. Hurley-Walker said two of the supernova remnants discovered are quite unusual "orphans," found in a region of sky where there are no massive stars, which means future searches across other such regions might be more successful than astronomers expected. Other supernova remnants discovered in the research are very old, she said. "This is really exciting for us, because it's hard to find supernova remnants in this phase of life—they allow us to look further back in time in the Milky Way."

The MWA telescope is a precursor to the world's largest radio telescope, the Square Kilometre Array, which is due to be built in Australia and South Africa from 2021. "The MWA is perfect for finding these objects, but it is limited in its sensitivity and resolution," Dr. Hurley-Walker said. "The low-frequency part of the SKA, which will be built at the same site as the MWA, will be thousands of times more sensitive and have much better resolution, so should find the thousands of supernova remnants that formed in the last 100,000 years, even on the other side of the Milky Way."


31 thoughts on &ldquo A Miniature Radio Telescope In Every Backyard &rdquo

But you can hear Jupiter on a shirtwave radio at 18MHz, you will need an antenna but nothing extensive.

So the trick isn’t what you can assemble, but results. The field began as a byproduct of figuring out where interference came from, on tge shortwave band. In the thirties, even getting to 30MHz was pushing limits, though there was breakthrough by the end of the decade.

But a radio amateur is credited with the start of deliberate radio astronomy, later in the thirties.

So you could do.much with simple equioment, and as an amateur.

But, that was decades ago, the field has advanced so the simplest has long been accomplished. I suspect little new can be found with small equipment. Having your own radio telescope could be a neat thing, but likely woukd receive only simple things, long found by professionals in the field.

Remember, hams have put together much fancier systems, for moonbounce and other things. So they’d make their own large dishes, or scrounge surplus. They’d build equioment and use surplus. In 1972 QST ran an article about receiving some Apollo signals (I think one invooved was doing moonbounce too), using a lot of esoteric surplus. It didn’t come easy.

So just because there are cheap SDRs intended for tv reception, and tiny dishes, doesn’t mean much can be done. Doing things often requires a lot of understanding and effort, something tgat seems lacking when someone throws together some preassembled boards.


Se videoen: Voltage Maps (Oktober 2022).