INTRODUCCIÓ A LA RADIOASTRONOMIA

1. INTRODUCCIÓ A LA RADIOASTRONOMIA

2. COM FUNCIONA LA COMUNICACIÓ PER RÀDIO? • - Una ona sonora es produeix amb una freqüència entre 5 Hz i 20 kHz. • Aquesta ona sonora equival a una ona de pressió viatjant a través de l’aire. • Un micròfon converteix aquesta ona sonora en un senyal elèctric. • L’ona elèctrica que viatja a través del cable del micròfon és anàloga a l’ona sonora original.

3. L’ona elèctrica es fa servir per codificar o modular una ona de ràdio “portadora” d’alta freqüència. L’ona portadora, per ella sola, no inclou cap informació sonora fins que no ha estat modulada. • El senyal elèctric pot modular l’ona portadora en amplitud (amplitud modulada) o bé en freqüència (freqüència modulada).

4. El senyal es transmet a través d’una antena de radiodifusió. • Un aparell de ràdio té una antena que detecta el senyal transmès, un sintonitzador per recollir la freqüència desitjada, un desmodulador per extreure l’ona del so original del senyal transmés i un amplificador que envia el senyal als altaveus. Els altaveus converteixen el senyal elèctric en vibracions físiques (el so).

5. Espectre de la radiació electromagnètica.

6. En aquesta figura podem veure la distribució de freqüencies de ràdio que travessen l’atmosfera terrestre.

7. Processos que comporten emissió d’ones de ràdio: • - Radiació tèrmica dels cossos sòlids. • - Radiació tèrmica de gas calent en el medi interestel·lar (bremmstrahlung). • - Radiació de línia espectral de transicions atòmiques i moleculars en el medi interestel·lar o en l’embolcall gasós de les estrelles. • - Radiació sincrotó d’electrons relativístics en camps magnètics dèbils. • Radiació polsant resultant de la ràpida rotació d’estrelles de neutrons voltades per un camp magnètic intens i electrons energètics. • - Radiació procedent de màsers a l’espai.

8. Les protuberàn-cies i les taques solars són fonts intenses d'emissions de ràdio.

9. Les radio-observacions han revelat l'existència d'intensos cinturons de Van Allen al voltant de Júpiter.

10. Imatge obtinguda en radioones de la galàxia d'Andròmeda M33.

11. Representació d’una ona electromagnètica.

12. Longitud d’ona d’una ona electromagnètica.

13. Longitud d’ona llarga Baixa freqüència Baixa energia Longitud d’ona curta Alta freqüència Alta energia Espectre de la radiació electromagnètica.

14. Banda Long. d’ona Freqüència P-band 90 cm 327 MHz L-band 20 cm 1,4 GHz C-band 6,0 cm 5,0 GHz X-band 3,6 cm 8,5 GHz U-band 2,0 cm 15 GHz K-band 1,3 cm 23 GHz Q-band 7 mm 45 GHz

15. Emissió tèrmica: • - Radiació tèrmica dels cossos sòlids. • - Radiació tèrmica de gas calent en el medi interestel·lar (bremmstrahlung). • Radiació de línia espectral de transicions atòmiques i moleculars en el medi interestel·lar o en l’embolcall gasós de les estrelles. • Emissió no tèrmica: • - Radiació sincrotó d’electrons relativístics en camps magnètics dèbils. • Radiació polsant resultant de la ràpida rotació d’estrelles de neutrons voltades per un camp magnètic intens i electrons energètics. • - Radiació procedent de màsers a l’espai.

16. Emissió tèrmica: Radiació del cos negre.

17. Radiació de fons de microones.

18. Bremmstrahlung. Emissió de línia espectral. Emissió no tèrmica: Radiació sincrotó.

19. Emissió girosincrotó: Púlsars. Màsers.

20. Dues fotos de Karl Jansky, descobridor de les radioones.

21. Karl Jansky amb la seva antena.

22. Dues fotos Grote Reber, constructor del primer radiotelescopi de plat.

23. El primer radiotelescopi de plat que mai va existir, construït per Reber l'any 1937 al pati de casa seva.

24. Gràfiques de senyals rebuts pel radiotelescopi de Reber el 1943. Les puntes són degudes a interferències produïdes per les bugies dels cotxes que circulaven a prop de casa seva.

25. Dades obtingudes per Reber presentades en forma de mapes amb corbes de nivell, corresponents als diferents nivells d’intensitat dels senyals rebuts de la Via Làctea.

26. Reber va trobar que la potència rebuda era més dèbil a altes freqüències, cosa que no concordava amb la teoria de la radiació tèrmica, i això va conduir al descobriment dels processos d’emissió no tèrmica.

27. Radiotelescopi de Reber instal·lat sobre una plataforma giratòria a l’NRAO a Green Bank. En la 2ª foto, hi veiem el propi Reber al davant.

28. Radiació sincrotó emesa per la radiogalàxia Cygnus A. Està produïda per grans núvols d'electrons relativístics que es mouen en camps magnètics dèbils.

29. La línia de 21 cm de l’H neutre apareixia associada al canvi del sentit de gir (spin) de l’electró.

31. Esquema del sistema de detecció de l’antena.

32. L’antena durant el seu muntatge a la finestra del laboratori.

33. Ewen amb el seu radioreceptor.

34. Hendrik Christoffel van de Hulst i Jan Oort.

35. L’antena d’Ewen i Purcell tal com està avui dia a l’NRAO a Green Bank. En la 2ª foto hi ha el propi Harold Ewen en una visita seva a l’observatori el 22 maig 2001. Diu que no l’havia vista més des de 1956.

36. Maarten Schmidt, descobridor dels quàsars.

37. Arno Penzias i Robert Wilson, descobridors de la radiació de fons de microones, juntament amb l’antena dels Laboratoris Bell amb la quan van fer el seu descobriment.

38. Jocelyn Bell, codescobridora dels púlsars.

39. Anthony Hewish, co-descobridor dels púlsars.

40. Esquema de funcionament d’un radiotelescopi.

41. Plat de 140’ de Green Bank.

42. El nou radiotelescopi de Green Bank, més conegut com a GBT.

43. Fila de radiotelescopis del VLA o Very Large Array, projectats per a observacions de radiointerferometria.

44. Interferometria de molt llarga base, amb radioteles-copis situats a diferents parts del món.