Radioastronomia - Studierea obiectelor ceresti
Primii astronomi urmareau cerul cu ochiul liber. in secolul al XVII-lea au fost inventate instrumentele optice: luneta si telescopul. Primul care a folosit luneta pentru a observa cerul a fost italianul Galileo Galilei. Primul telescop a fost realizat in 1961 de Isaac Newton. Astazi, cel mai frecvent astrii nu sunt observati in mod direct.
Fotografierea stelelor este folosita de la sfarsitul secolului al XIX-lea. Fata de ochi aceasta are un mare avantaj: o placa sau o pelicula fotografica acumuleaza putin cate putin lumina primita. Dupa mai multe ore de expunere se pot fotografia astrii mai putin luminosi. Dar placa sau pelicula degajata nu inregistreaza decat o foarte mica parte din lumina degajata. Acesta este motivul pentru care astazi sunt preferate aparate electronice mult mai sensibile. Imaginea apare pe un ecran in apropierea unui telescop sau la mii de km de acesta.
Ochiul si instrumentele optice sunt sensibile la lumina, insa astrii emit si radiatii invizibile: unde radio, infrarosii, ultraviolete, raze x, raze gama. Astrii cei mai reci emit indeosebi radiatii infrarosii; cei mai calzi sunt surse puternice de raze x si ultraviolete. Undele radio sunt captate de la sol cu ajutorul radiotelescoapelor. Celelalte radiatii sunt mai mult sau mai putin oprite de atmosfera.
Fotografierea stelelor este folosita de la sfarsitul secolului al XIX-lea. Fata de ochi aceasta are un mare avantaj: o placa sau o pelicula fotografica acumuleaza putin cate putin lumina primita. Dupa mai multe ore de expunere se pot fotografia astrii mai putin luminosi. Dar placa sau pelicula degajata nu inregistreaza decat o foarte mica parte din lumina degajata. Acesta este motivul pentru care astazi sunt preferate aparate electronice mult mai sensibile. Imaginea apare pe un ecran in apropierea unui telescop sau la mii de km de acesta.
Ochiul si instrumentele optice sunt sensibile la lumina, insa astrii emit si radiatii invizibile: unde radio, infrarosii, ultraviolete, raze x, raze gama. Astrii cei mai reci emit indeosebi radiatii infrarosii; cei mai calzi sunt surse puternice de raze x si ultraviolete. Undele radio sunt captate de la sol cu ajutorul radiotelescoapelor. Celelalte radiatii sunt mai mult sau mai putin oprite de atmosfera.
SURSA 02
In medie, 77% din energia radiatiei electromagnetice solare interceptate de sisemul Pamant-atmosfera reprezinta energia radiatiei reflectate la niveleul superior al atmosferei iar restul receptionata la suprafata Pamantului. La Pamant ajung numai radiatiile care nu sunt absorbite sau reflectate de atmosfera Pamantului. Radiatiile care ajung pe Pamant se situeaza in domeniile de frecventa care constitiue "ferestrele atmosferei". Radiatiile electromagnetice cu lungimile de unda cuprinse intre 300 si 750 mm (radiatiile vizibile sau optice) nu sunt absorbite in atmosfera si ajung la suprafata Pamantlui. Tot in acest domeniu pentru 2, 3, 5, 10 si 22 mm exista inca 5 ferestre foarte inguste. Radiatiile hertziene cu lungimea de unda cuprinsa intre 1 cm si 30 m constituie fereastra hertziana sau fereastra radio. Radiatiile hertziene cu lungimea de unda mai mare de 30 m sufera reflexia pe ionosfera.
Cu excepia catorva planete care au fost vizitate de sonde spatiale, tot ceea ce stim despre astrii se datoreaza luminii si celorlalte radiatii emise de astrii care ajung pana la noi. Pentru aceasta astronomii au pus la punct instrumente specializate de studiere a luminii. Spectroscopul, de exemplu a permis studierea luminii emise de stele si reflectate de planete. Cand lumina trece printr-un spectroscop, se obtine o banda in culorile curcubeului, strabatuta de dungi stralucitoare numita spectrul corpului. De asemenea asronomii folosesc spectrografe pentru a fotografia direct spectrele astrilor pe care ii tin sub observatie. Fotometrul permite masrarea intensitatii luminii primite de la astrii si deducerea temperaturilor.
Luneta si telescopul au in componensa lor un tub in care se afla un sistem optic numit obiectiv, care este orientat spre cer. Obiectivul este diferit pentru fiecare obiect in parte: cel al lunetei este format dintr-o lentila de sticla iar cel al telescopului este o oglinda in care se reflecta razele luminoase. Punand ochiul in spatele unui fel de lupa, ocularul, observam direct imaginea obtinuta. In plus o putem fotografia sau chiar inregistra si analiza cu ajutorul aparatelor electronice.
In medie, 77% din energia radiatiei electromagnetice solare interceptate de sisemul Pamant-atmosfera reprezinta energia radiatiei reflectate la niveleul superior al atmosferei iar restul receptionata la suprafata Pamantului. La Pamant ajung numai radiatiile care nu sunt absorbite sau reflectate de atmosfera Pamantului. Radiatiile care ajung pe Pamant se situeaza in domeniile de frecventa care constitiue "ferestrele atmosferei". Radiatiile electromagnetice cu lungimile de unda cuprinse intre 300 si 750 mm (radiatiile vizibile sau optice) nu sunt absorbite in atmosfera si ajung la suprafata Pamantlui. Tot in acest domeniu pentru 2, 3, 5, 10 si 22 mm exista inca 5 ferestre foarte inguste. Radiatiile hertziene cu lungimea de unda cuprinsa intre 1 cm si 30 m constituie fereastra hertziana sau fereastra radio. Radiatiile hertziene cu lungimea de unda mai mare de 30 m sufera reflexia pe ionosfera.
Cu excepia catorva planete care au fost vizitate de sonde spatiale, tot ceea ce stim despre astrii se datoreaza luminii si celorlalte radiatii emise de astrii care ajung pana la noi. Pentru aceasta astronomii au pus la punct instrumente specializate de studiere a luminii. Spectroscopul, de exemplu a permis studierea luminii emise de stele si reflectate de planete. Cand lumina trece printr-un spectroscop, se obtine o banda in culorile curcubeului, strabatuta de dungi stralucitoare numita spectrul corpului. De asemenea asronomii folosesc spectrografe pentru a fotografia direct spectrele astrilor pe care ii tin sub observatie. Fotometrul permite masrarea intensitatii luminii primite de la astrii si deducerea temperaturilor.
Luneta si telescopul au in componensa lor un tub in care se afla un sistem optic numit obiectiv, care este orientat spre cer. Obiectivul este diferit pentru fiecare obiect in parte: cel al lunetei este format dintr-o lentila de sticla iar cel al telescopului este o oglinda in care se reflecta razele luminoase. Punand ochiul in spatele unui fel de lupa, ocularul, observam direct imaginea obtinuta. In plus o putem fotografia sau chiar inregistra si analiza cu ajutorul aparatelor electronice.
SURSA 03
Performanţele unui instrument astronomic depind de dimensiunile obiectivului: cu cât acesta este mai mare cu atat capteaza razele unor obiecte mai puţin luminoase; în plus un obiectiv cu diametru mare înlesneşte separea unor puncte luminoase apropiate şi observarea mai multor detalii. Pentru aceasta astronomii folsesc telescoape dotate cu oglinzi imense. Acestea sunt instalate în locuri înalte cum este varful Mauna Kea, din Hawaii, aflat la o înalţime de peste 4000 m.
Undele radio sunt captate la sol cu ajutorul telescoapelor speciale nimite radiotelescoape. Oglinda acestora nu mai este o piesă optică ci o suprafată metalică de dimensiuni mult mai mari (în general cu un diametru intre 10 şi 25 m). Intensitatea undelor radio este atât de slabă, încât este necesară amplificarea lor inainte de a fireceptate şi studiate. La fel ca în optică, instrumentele cele mai performante sunt cele care au cea mai mare suprfaţă de captare. Desigur este imposibilă construirea unor radiotelescoape gigantice, cu dimensiuni de km pătraţi. Dar se pot obţine rezultate la fel de bune punând în funcţiune o serie de instrumente situate la distanţă. Este cazul telescoapelor VLA (Very Large Array) din Statele Unite, New Mexico. De asemenea se pot cupla mai multe antene cuplate la sute sau mii de km; ele nu funcţionează toate în acelesi timp, dar înregistrează pe bandă semnalele pe care le-au captat şi le combină imediat. Aceasta este tehnica interferometriei cu bază foarte extinsă.
Cel mai important grup de radiaţii electromagnetice de origine extraterestră este acela al radiaţiilor termice provenite de la Soare provenite de la Soare.
Soarele emite radiaţii electromagnetice cel mai intens în domeniul vizibil. Aceasta radiaţie este emisă de fotosferă, strat cu o grosime de câteva sute de km ce delimitează globul solar. Temperatura ei este de 6000 grade Kelvin. În cromosfera solară au loc erupţii solare care eliberează o enormă cantitate de energie . Materia este proiectată în coroană şi particule de atomi accelerate până la viteze foarte mari sunt expulzate în spaţiul interplanetar . Aceste fenomene sunt însoţite de o emisie de raze x , de unde radio , şi , în cazul erupţiilor mai puternice de lumină vizibilă . Când ajung în apropierea Pământului şi cad în atmosfera în special deasupra regiunilor polare creează aurorele polare . Deasemenea ele peturbă propagarea undelor radio în jurul globului . Uneori ele produc chiar defectarea reţelelor de distribuire a electricităţii . Undele radio emise de Soare au lungimi de undă care cresc cu înaltimea stratului emisiv . Astfel fotosfera emite lungimi milimetrice , cromosfera pe lungimi centimetrice iar coroana pe lungimi decametrice şi metrice . Coroana care are o temperatura de 1.000.000 grade Kelvin emite şi radiaţii X.
Alt grup de radiaţii electromagnetice de origne extraterestră este cel constituit din radiaţiile de sincrotron . Radiatia sincrotronă este emisă de electroni cu viteză apropiată de cea a luminii care descriu mişcări spirale în lungul liniilor de câmp ale unor câmpuri magnetice foarte intense , existente în unele formaţii stelare. Radiaţia sincrotronă a fost identificată prima oară în radiaţia optică şi radio a obiectului ceresc de strălucire slaba , numit nebuloasa Crab.
Electronii cu energii mari şi foarte mari care apar în formaţiile stelare şi care sunt frânaţi în câmpul nucleelor întâlnite în substanţa care compune galaxiile produc un alt tip de radiaţii numite radiaţii de frânare.
Progresul spectaculos al radioastronomiei se datorează radiotelescoapelor din ce în ce mai perfecţionate . Radiotelescopul receptează radiaţii cu lungimi de undă de la 1 mm până la 20 m . Are o antena cu sistem reflector care o almentează , un sistem radioreceptor şi un echipament de înregistrare.
Unele dintre cele mai importante descoperiri astronomice din ulimul timp (quasarii , pulsarii , moleculele interstelare) se datorează radiotelescoapelor .
Quasarii
Din 1963 astronomii au identificat nişte obiecte care păreau a fi nucleul foarte luminos al unor galaxii active îndepărtate . Cum ele semănau cu nişte stele , iar primele care au fost descoperite emiteau numeroase unde radio , ele au fost numite quasari . Acest nume este o abreviere a expresiei englezesti “ quasi stellar astronomical radio sources ” ceea ce semnifică radiosurse astronomice cvasistelare . Astronomii au căutat motivul pentru care quasarii emit atâta energie . Se crede ca aceştia au în centrul lor o gaură neagră cu o masă de ordinul a milioane de ori mai mare decât cea a Soarelui . Înainte de a fi înghiţit de gaura neagră , gazul din jur formează un turbion şi devine foarte cald . În consecinţă el emite o radiaţie foarte intensă care corespunde energiei fantastice degajate de quasari . Astronomii cred ca quasarii sunt cei mai îndepărtaţi aştrii care sunt cunoscuţi astăzi . Întradevăr razele spectrului lor sunt mereu puternic decalate spre rosu. Acest lucru ne face să credem ca ei sunt situaţi extrem de departe . Ţinând cont de strălucirea lor aparentă deducem ca sunt de la 100 până la 1000 de ori mai strălucitori decat galaxiile , avand totodată un diametru de 100 de ori mai mic ! Datorită distanţei la care se presupune ca se află quasarii oferă informaţii despre trecutul Universului . Lumina lor a călătorit miliarde de ani în spaţiu înainte de a ajunge la noi ; ea ne vorbeste deci despre univers asa cum arata el acum miliarde de ani.
Pulsarii
O supragigantă roşie ( adică o stea cu diametru de 1000 de ori mai mare decat Soarele ) explodează dar nu este distrusă complet de explozie . Aceasta îi dezveleşte doar miezul care este format din fier . El suferă o compresie fantastică şi se reduce la început la dimensiunea unei mici sfere cu un diametru de numai 20 km care cântareşte însă până la 500 milioane de tone pe centimetru cub . Pentru a transforma Pământul intr-un astru cu o densitate asemănătoare , ar trebui , fără a-i modifica masa să îl reducem la un diametru de 30 m . În ceea ce a mai rămas din stea materia devine atât de comprimată încât , atomii sunt striviţi . Ea se reduce la un amestec de particule atomice numite neutroni . Stelele de neutroni sunt atât de mici şi de puţtin luminoase încât pot trece neobservate . Cu toate acestea astronomii au identificat câteva , pulsarii fiindcă acestia emit radiaţii care ajung la noi sub forma unor impulusuri periodice . Pulsarii sunt deci stele de neutroni care se învârtesc foarte repede în jurul propriilor axe emiţând un fascicul de unde radio sau alte radiaţii intr-o anumită direcţie . Acest fascicul baleiază în spatiu ca un girofar . Cand Pământul îl traversează poate fi observat . Apoi dispare şi poate fi observat di nou când steaua a făcut un tur complet , peste o fracţiune de secundă sau câteva secunde mai tarziu . Sute de stele neutronice au fost reperate în acest fel . Acestea se numesc pulsari ( din engleza pulsating stars ) fiindca radiaţiile lor ne parvin la intervale foarte regulate , ca şi cum aceste stele ar pulsa . Primii pulsari au fost descoperiţi în 1967 , la observatorul radioastronomic de la Cambridge.
sursa:ipedia.ro
0 comments: