What is Radio astronomy?

Wat is Radioastronomie?

What is Radio Astronomy?

Radioastronomie is een onderdeel van de astronomie dat, zoals de optische astronomie, de hemellichamen (planeten, sterren, melkwegstelsels, enz.) bestudeert door het licht te 'vangen' dat deze uitzenden, maar dat, in tegenstelling tot in de optische astronomie, niet met onze ogen is te zien. Radioastronomen detecteren de radio-emissies van deze objecten met behulp van hun instrumenten (radiotelescopen).

Astronomie is een wetenschap die zich bezighoudt met het observeren en bestuderen van allerlei objecten aan de hemel. Je kunt denken aan sterren, maar ook planeten, sterrenstelsels, enz. Dergelijke objecten worden ook wel hemellichamen genoemd. Hoewel mensen behalve licht de andere golflengten (radio, röntgenstralen, ultraviolet en infrarood) niet kunnen zien, zijn ze erg belangrijk voor de astronomie. Er zijn hemellichamen die krachtigere en eenvoudigweg spectaculaire signalen uitzenden op deze golflengtes; in de laatste 40 tot 50 jaar hebben astronomen te maken gehad met tal van verrassingen in hun luchtobservaties op deze golflengten. Radioastronomie maakt deel uit van de astronomie die hemellichamen bestudeert door radiogolven te vangen met een radiotelescoop. Een radiotelescoop detecteert radiogolven van verschillende hemellichamen. Door radiogolven te vangen met een radiotelescoop, wordt een hemellichaam op een andere manier bekeken.

Wat zijn radiogolven?

Sinds de 19e eeuw weten we dankzij Thomas Young dat licht zich als een golf gedraagt. Net als in de oceaan kunnen "lichtgolven" verschillende groottes hebben, afhankelijk van de afstand tussen het begin en het einde. Dat is de reden waarom we licht definiëren volgens zijn "golflengten".

Zichtbaar licht / Onzichtbaar licht

Het menselijk oog kan alleen golflengten detecteren binnen een bereik van 400 tot 700 nanometer (dat wil zeggen elke kleur tussen paars en rood die allemaal het zichtbare lichtspectrum omvatten; Nanometer - nm: gebruikt voor zeer kleine afstanden, 1 nm = 0,000 000 001 m ). Maar als je naar het zogenaamde "elektromagnetische spectrum" kijkt, merk je dat zichtbaar licht slechts een klein deel ervan is.

EM Spectrum
Copyright: Inductiveload, NASA

Voor paars en na rood zijn er ultraviolet en infrarood, en dan zijn er nog veel andere "onzichtbaar lichtsoorten" met kortere en langere golflengtes (van 0,0001 nm tot 0,000 000 000 001 nm). Onder langere golflengten zijn radiogolven met golflengten in het bereik van enkele millimeters tot enkele meters. Daarom zijn radiogolflengtes tot een miljoen keer langer dan zichtbaar licht!

Hemelsignalen ontvangen

In 1932, tijdens het onderzoeken van radiostoringen die de transoceanische telefoonsignalen zouden kunnen verstoren, detecteerde Karl Jansky een onverwacht signaal: een emissie vanuit het centrum van onze Melkweg. Dit was het begin van de radioastronomie.

Om signalen uit de hemel te ontvangen, hebben radioastronomen apparatuur nodig die vergelijkbaar is met die van andere radiogolven. Daarom was de ontwikkeling van radioastronomie nauw verbonden met de technische ontwikkeling van radiocommunicatie en radar.

We kunnen een hemelsignaal vergelijken met tv-signalen. Als toeschouwer hebben astronomen als eerste een antenne nodig om de golf (dat wil zeggen het licht) te ontvangen die ze willen 'zien'. Vervolgens hebben ze iets nodig om het signaal te analyseren en zichtbaar te maken: sommige mensen hebben een tv, astronomen hebben computers. Eindelijk is de afbeelding op een scherm te zien.

Waarom observeren op radiogolven?

Er zijn verschillende redenen om te observeren op radiogolven, hieronder vindt u een korte lijst met voordelen van observeren op radiogolven.

Voordelen

  • Weer
    Radioastronomie kan vanaf de aarde worden gedaan zonder te veel last te hebben van het weer (hoewel de kwaliteit van de waarnemingen beter is bij goed weer)! Er is nu echter ook een radioantenne in de ruimte om de resolutie van de waarnemingen verder te verbeteren. 
  • Dag en nacht
    Radiotelescopen observeren dag en nacht (hoewel voor sommige observaties de invloed van de zon negatief is!)
  • Waterstof
    Ongeveer 90% van de zichtbare materie in het heelal is waterstof (golflengte: 21.106114 cm). Met een radiotelescoop kunnen we het meest voorkomende element in het heelal bestuderen.
  • Geen absorptie
    Radiogolven worden niet beïnvloed door absorptie. Optische golven worden geabsorbeerd door b.v. stofwolken die tussen de sterren zweven (zoals een soort interstellaire mist). Radiotelescopen zien dwars door deze stofwolken.

Naast de voordelen zijn er ook enkele nadelen.

Nadelen

  • Resolutie
    Aan de negatieve kant, om afbeeldingen van goede kwaliteit te krijgen die alle details van de hemellichamen tonen, is het ingewikkelder dan, b.v. bij optische golflengten. Dit heeft te maken met lange golflengtes van radiogolven. Voor een goede hoekresolutie zijn grote telescopen vereist.
  • Ingewikkelde procedure
    Een ingewikkelde procedure is vereist om de afbeeldingen van de waargenomen objecten te produceren (met andere woorden, de waarnemer ziet de afbeeldingen niet meteen). Deze procedure maakt gebruik van zeer krachtige computers en is noodzakelijk vanwege de manier waarop de waarnemingen worden gedaan.