D14 Radioastronomie

Thema

Die Radioastronomie beobachtet Wellenlängen, die millionenfach länger sind als die des sichtbaren Lichts.

Die Winkelauflösung einer einzelnen Antenne verbessert sich, wie bei jedem optischen System, mit einer größeren Apertur und einer kürzeren Wellenlänge. Da Radiowellen jedoch so lang sind, wäre der Bau einer unpraktischen Antenne erforderlich, um die Auflösung eines optischen Teleskops zu erreichen. Die Interferometrie überwindet diese Einschränkung auf dieselbe Weise wie die optische Interferometrie. Durch die Ausdehnung der Basislinien dieser Antennen auf kontinentale Dimensionen lassen sich Winkelauflösungen erzielen, die so fein sind, dass es erstmals möglich wurde, ein Bild des Schattens eines Schwarzen Lochs aufzunehmen. Die Kombination von Dutzenden von Antennen im Abstand von mehreren Kilometern verfeinert diese Auflösung und erhöht die Empfindlichkeit für Millimeterwellen zusätzlich.

Die Apertursynthese nutzt die Erdrotation, um die relative Geometrie der Antennen im Array während einer einzigen Beobachtung zu verändern. Genau diese Geometrieänderung vervollständigt die Informationen, die zur Rekonstruktion eines Bildes benötigt werden, das ein festes Antennenarray allein niemals aufnehmen könnte. So ermöglicht die Radioastronomie, ausgehend von den extrem langen Wellenlängen, mit denen dieses Dokument beginnt, bis hin zur Apertursynthese, mit der es endet, über die begrenzte Winkelauflösung einer einzelnen Antenne und die Interferometrie auf kontinentaler Basislinie, dass Wellen, die für ein einzelnes Instrument zu lang sind, um aufgelöst zu werden, letztendlich, wenn sie von vielen Instrumenten gleichzeitig kombiniert werden, sogar den Schatten eines Schwarzen Lochs sichtbar machen.

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