Radyo teleskobu

Radyo teleskobu, gök cisimlerinden gelen radyo dalgalarını toplayıp ölçen, çoğunlukla çanak biçimli büyük bir anten ve çok hassas bir alıcıdan oluşan gözlem aracıdır. Görünür ışıkla seçilemeyen soğuk gaz bulutlarını, atarcaları ve evrenin ilk ışıması gibi olayları gösterir.

Nasıl işler?

Radyo dalgaları, görünür ışıkla aynı türden elektromanyetik dalgalardır, ama dalga boyları milimetreden metrelere kadar çok daha uzundur. Çanak biçimli ana yansıtıcı bu dalgaları odak noktasındaki bir besleyiciye toplar. Orada çok düşük gürültülü bir alıcı sinyali yükseltir; bilgisayar da bunu bir veriye çevirir. Gökyüzünden gelen sinyal son derece zayıftır; bu yüzden çanak büyüdükçe ve alıcı duyarlılaştıkça daha sönük kaynaklar seçilir.

Ayırma gücü dalga boyunun açıklığa oranıyla belirlenir. Radyo dalgaları uzun olduğu için, görünür ışıkla aynı keskinliği elde etmek üzere çok daha büyük bir çanak gerekir. Bu yüzden radyo teleskoplar devasa boyutlara çıkar ve çoğu zaman birden fazla anten bir arada kullanılır.

Radyo dalgalarının üstünlüğü, atmosferden büyük oranda geçebilmeleri ve bulutlarla, tozla, geceyle sınırlanmamalarıdır. Gündüz de gözlem yapılabilir. Yine de yapay vericiler (telefon, uydu, radyo) gözlemi bozduğu için radyo teleskoplar genellikle vadilerde, kentlerden uzak "radyo sessiz" bölgelere kurulur.

Örnekler

• Çin'deki FAST (Guizhou), 500 metre çapıyla dünyanın en büyük tek çanaklı radyo teleskobudur; 2016'da tamamlandı.
• Arecibo (Porto Riko) 305 metrelik çanağıyla yarım yüzyıldan uzun süre en büyük tek çanaklı radyo teleskop olarak kaldı. 1 Aralık 2020'de yapısı çöktü.
• Almanya'daki Effelsberg teleskobu 100 metre çapındadır.
• İngiltere'deki Jodrell Bank'ın Lovell Teleskobu 1957'de tamamlandı; 76 metre çapıyla o tarihte dünyanın en büyük yönlendirilebilir çanağıydı.
• ABD'deki (Batı Virjinya) Green Bank Teleskobu 100 metrelik, tamamen yönlendirilebilir en büyük radyo teleskoptur.
• Nötr hidrojenin yaydığı 21 santimetrelik radyo çizgisi, Samanyolu'nun sarmal kollarını haritalamayı mümkün kıldı.

Tarihçe

Radyo astronominin başlangıcı, Bell Laboratuvarları mühendisi Karl Jansky'nin 1932'de radyotelefon haberleşmesini bozabilecek parazit kaynaklarını incelemesine dayanır. Parazitin Samanyolu'nun merkezi yönünden geldiğini buldu ve bunu 1933'te duyurdu. Amatör radyocu Grote Reber, 1937'de bahçesine 9 metrelik bir çanak kurdu; bu, ilk çanak biçimli radyo teleskoptu ve onunla gökyüzünün ilk radyo taramasını yaptı.

İkinci Dünya Savaşı sonrası radar teknolojisi gelişince alan hızla büyüdü. 1960'larda kuasarlar keşfedildi; 1965'te Arno Penzias ve Robert Wilson, büyük patlamanın kalıntısı olan kozmik mikrodalga artalan ışımasını buldu. 1967'de Jocelyn Bell atarcaları keşfetti. Bu keşiflerin hiçbiri görünür ışıkla yapılamazdı.

Neden önemli?

Radyo teleskoplar, evrenin görünür ışıkta kapalı kalan yüzünü açar. Soğuk gazı, manyetik alanları, atarcaları ve kara deliklerin çevresindeki jetleri incelemeyi sağlar. Birden çok antenin birleştirilmesiyle (interferometri) kara delik gölgesi görüntülenecek keskinliğe ulaşılmıştır.

Duyarlılık ve parazit

Radyo astronomide duyarlılık, alıcının kendi gürültüsüyle belirlenir. Bu nedenle ilk yükselticiler çoğu zaman sıvı helyumla çok düşük sıcaklıklara soğutulur. Ölçümler, gökyüzünden gelen zayıf sinyalin gürültüden ayrılması için uzun süre bütünleştirilir; ne kadar uzun gözlenirse o kadar sönük kaynak seçilir. Bir diğer sorun, telefon, uydu ve Wi-Fi gibi yapay vericilerdir. Birçok gözlemevi çevresinde "radyo sessiz bölge" ilan edilmiştir. Radyo teleskoplar aynı zamanda uzay araçlarını izlemek ve derin uzay iletişimi için de kullanılır; bu durumda gökbilimle haberleşme mühendisliği iç içe geçer.

İlgili terimler

• İnterferometri
• Atarca
• Kozmik mikrodalga artalan ışıması
• 21 cm hidrojen çizgisi
• Teleskop