Er zijn twee manieren om een radio telescopes te gebruiken:
- De (in theorie) gemakkelijke weg is één schotel
- De ingewikkelde methode: interferometrie

De ingewikkelde methode: interferometrie

Om dit probleem op te lossen wordt er binnen de radio-astronomie nu gebruik gemaakt van een techniek die interferometrie heet. (De WSRT is hier een voorbeeld van). De gedachte hierachter is dat het niet echt nodig is om een "gevulde" parabool te hebben zolang de signalen van de 'afzonderlijke' delen van de telescoop maar kunnen worden gecombineerd. Anders gezegd: een grote telescoop als Arecibo hoeft niet gemaakt te worden in de vorm van één grote "gevulde schotel", want als we sommige stukken ervan afhalen zou het bijna even goed werken. We zouden nog steeds afbeeldingen kunnen maken van het hemellichaam (hoewel het 'verzamelgebied' natuurlijk kleiner zou zijn en de telescoop minder gevoelig). Radio-interferometrie werkt volgens dit principe.

Enkele afzonderlijke radiotelescopen dienen als onderdelen van een enorme schotelantenne. Deze techniek heet "aperture synthesis" (vrij vertaald: 'gecombineerde signaalontvangers'). Bij de WSRT worden de 14 schotels (slechts 25 m elk) gecomineerd tot één grote telescoop met een doorsnede van 2,7 km. oftewel de afstand tussen de twee buitenste antennes.

Om dit mogelijk te maken zijn twee zaken van bijzonder belang:
- de (deel)signalen afkomstig van elke telescoop moeten op een samenhangende wijze tot één signaal worden gecombineerd. Dit betekent dat de signalen moeten worden gecombineerd alsof zij in het richtpunt van één schotel zouden aankomen. Als gevolg hiervan moet hetzelfde deel van de voorzijde van de golven vanaf de verschillende telescopen worden toegevoegd. Zoals echter in de afbeelding wordt getoond (bij de twee antennes die als interferometer dienen) is de weg die de golf moet afleggen voor de ene telescoop langer dan voor de ander en daardoor is er een 'vertraging' bij de aankomst van de voorzijde van de golf bij de ene telescoop. Dit betekent dat het dal van de golf op de ene telescoop zou kunnen aankomen terwijl de piek op datzelfde moment bij een andere telescoop aankomt. Als deze signalen blind zouden worden gecombineerd, dan worden deze (in het slechtste geval) niet meegenomen in de waarneming! Als gevolg van de vertraging moet hiervoor dus ter compensatie elektronisch worden gecorrigeerd. Nadat deze correctie heeft plaatsgevonden, worden de signalen van alle telescopen door een krachtige computer gecombineerd.

De antennes die een interferometer vormen, staan gewoonlijk nogal verspreid en het lijkt er beslist niet op dat zij deel uitmaken van één enorme schotelstructuur. In Westerbork bijvoorbeeld staan de telescopen opgesteld langs een oost-west-as. Hoe kan het zijn dat deze een 2,7 km grote radiotelescoop 'nabootsen'? De draaiing van de aarde rondom zijn as is de truc die wordt gebruikt. Waarnemingen met de WSRT duren doorgaans 12 uur. In die twaalf uur draait de aarde half om zijn as. Vanuit het gezichtspunt van de radiobron in de hemel wijzigt de positie van de WSRT-antenne voortdurend en aan het eind van 12 uur waarnemen hebben de 14 WSRT-antennes een hele cirkel gemaakt en een deel van de "denkbeeldige" enorme enkelvoudige schoteltelescoop "gevuld". Hoe meer antennes ter beschikking staan, hoe meer de "denkbeeldige" schotel is "gevuld", hoe beter de afbeeldingen die kunnen worden gemaakt.

De afbeeldingen die worden gemaakt met de gegevens van de WSRT

Vanwege de ééndimensionale array-richting van de schotels geven zij op elk moment in de tijd een respons die slechts naar één richting toe "scherp" is. Het instrument maakt vervolgens gebruik van de draaiing van de aarde om de bron vanuit de diverse standpunten te bekijken en zo wordt een gebundeld signaal samengesteld dat naar alle richtingen toe scherp is.

Klik op plaatje om filmpje te zien die laat zien hoe de afbeelding tijdens een 12-uurs waarneming wordt opgebouwd. Eerst ziet u een lange, smalle, bijna horizontale bundel; deze bundel beweegt tegen de wijzers van de klok in naarmate meer gegevens worden verzameld. Aan het eind van de waarneming (na 12 uur) is de afbeelding compleet. De prominent aanwezige ringen rond heldere, compacte bronnen zijn onderdeel van de bundel die door een telescoop zoals de WSRT wordt geproduceerd. Zij zijn het gevolg van het feit dat wij informatie hebben verzameld door middel van een set concentrische ringen in plaats van één volledig schoteloppervlak.

 

Ga verder: Radiotelescopen