¿Qué es un radiotelescopio?
Cuando los astrónomos observaron las estrellas por primera vez y comenzaron a hacer preguntas sobre lo que significaban sus observaciones, en realidad solo tenían una herramienta en su arsenal: el telescopio óptico . Este tipo de telescopios utilizan lentes o espejos para recoger la luz visible desde arriba y crear una imagen ampliada. Pero el espectro electromagnético contiene mucho más que luz visible.
Una vez que nos dimos cuenta de que había más de lo que nuestros ojos podían ver, que había ondas de radio, microondas, infrarrojos, ultravioleta, rayos X y rayos gamma, comenzamos a buscar formas de ver el cielo nocturno en estas partes del campo electromagnético. espectro. Los radiotelescopios fueron uno de los primeros éxitos en esa área.
Un radiotelescopio es similar a la radio de su automóvil, pero es mucho más grande, más sensible y capaz de crear una imagen visual de las señales que recibe. Los radiotelescopios crean una imagen del cielo, no en luz visible, sino en ondas de radio. Esto es extremadamente útil, porque hay objetos que no se pueden ver a través de la luz visible, objetos que ni siquiera sabríamos que estaban allí sin radiotelescopios.
Los radiotelescopios se parecen mucho a antenas parabólicas gigantes. Debido a que las ondas de radio tienen longitudes de onda tan largas, sus superficies ni siquiera necesitan ser completamente sólidas; una malla de alambre será suficiente, porque las ondas son demasiado grandes para pasar a través de los espacios. Los radiotelescopios también deben evitar interferencias, por lo que tienden a colocarse lejos de las ciudades, escondidos en valles para bloquear las señales de radio de la Tierra.
Pero, ¿cómo crean exactamente los radiotelescopios una imagen a partir de nada más que ondas de radio?
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¿Cómo funciona un radiotelescopio?
Un radiotelescopio tiene varias partes principales: un plato y una antena, un receptor, un detector y un analizador.
El plato recoge las señales de radio del espacio y las enfoca en la antena. Un plato más grande recogerá más ondas de radio y generará una señal más fuerte en la antena, por lo que los radiotelescopios pueden ser enormes. El plato de radio telescopio individual más grande del mundo es el radiotelescopio de Arecibo ubicado en Puerto Rico, que tiene un diámetro de 305 metros.
El receptor toma las ondas de radio recibidas por la antena y las convierte en señales eléctricas (voltajes). El receptor debe ser extremadamente sensible y los receptores modernos a menudo se mantienen a temperaturas bajo cero, tan bajas como -270 grados Celsius, para reducir el ruido del movimiento de los átomos en el metal.
El detector mide la densidad de potencia de la señal eléctrica, que es la necesaria para convertir la señal en una foto. Una densidad de potencia más alta se traduce en una parte más brillante de la imagen.
El analizador , generalmente una computadora o un dispositivo conectado a una computadora, toma los datos y crea una imagen a partir de ellos.
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Interferometria
Construir enormes radiotelescopios puede resultar caro, pero hemos encontrado formas de mejorar nuestras imágenes sin tener que ampliarlas. Esto es posible gracias a la interferometría de radio.
La interferometría de radio combina los datos de muchos radiotelescopios más pequeños en una computadora para formar una sola imagen. Múltiples radiotelescopios colocados a 100 metros de distancia pueden crear una imagen con una resolución comparable a la de un solo telescopio con un diámetro de 100 metros, a un costo mucho menor.
Para aprovechar la interferometría de radio, hemos construido conjuntos gigantes de telescopios. Una matriz es una serie de elementos (en este caso, telescopios) que están conectados entre sí. Un ejemplo de esto es el Very Large Array (o VLA) con nombre creativo ubicado en Nuevo México. El VLA contiene un total de 27 antenas de radio independientes, que se combinan para crear imágenes fantásticas.
Hay radiotelescopios aún más grandes en proyecto, incluidos el Extremely Large Array (ELA) y el Over Whelmingly Large Telescope (OWL). Si bien pueden crear imágenes increíbles, una cosa es segura: ¡los astrónomos no ganarán ningún premio por su habilidad para nombrar cosas!
Resumen de la lección
Los radiotelescopios nos permiten tomar fotografías del cielo en la región de radio del espectro electromagnético. Esto es importante porque puede arrojar luz sobre regiones del universo que son oscuras en términos de luz visible pero brillantes cuando se miran en ondas de radio.
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Hay varias partes que componen un radiotelescopio:
- El plato y la antena recogen y enfocan las ondas de radio.
- El receptor convierte esas ondas de radio en señales eléctricas
- El detector usa esas señales para calcular la densidad de potencia
- El analizador utiliza esos datos de densidad de potencia para crear una imagen del cielo.
Los radiotelescopios más grandes recogen más ondas de radio y, por lo tanto, producen mejores imágenes, pero su construcción es costosa. Una solución es construir muchos telescopios más pequeños uno cerca del otro para formar una matriz. Tomar los datos de muchos telescopios pequeños y convertirlos en una imagen grande se llama interferometría .
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