Si busco en línea cómo funcionan los radiotelescopios, los artículos encontrados hablan sobre cómo RF está en el espectro, etc., cómo el colector parabólico es la apertura que contribuye a la sensibilidad y refleja las señales en el detector en el punto focal. Luego saltan al circuito de procesamiento de señales que conduce a una imagen renderizada. También mencionan que los nodos más lejanos en una matriz de telescopios determinan la apertura virtual de la matriz.
Hay algunas partes que no entiendo: ¿Cómo funciona el detector? Según mi lectura, es simplemente una antena de RF. No puedo pensar cómo obtendrías solo un píxel por "momento" de detección. Que el telescopio se posiciona y comienza a escuchar, y cuando la tierra gira, se captura una línea de exploración de la imagen. Para una imagen 2D de alta resolución, esto requeriría miles de pases. Esto parece poco práctico ya que la Tierra está en órbita y el tiempo avanza, de lo contrario.
Tal vez múltiples telescopios cada uno tome una línea de escaneo y entrelacen los resultados... pero especialmente a resoluciones tan altas, no puedo ver cómo podrías diseñar las enormes máquinas con tanta precisión. Por favor, explícame esto.
¿Tengo la idea de antena de línea de exploración 1D incorrecta? ¿Es más como un sensor CCD 2D en una cámara digital con la antena justo detrás del foco del plato? Si es así, supongo que el sensor tendría que ser una matriz 2D de antenas a escala nanométrica.
Esto puede quedar claro en la explicación, pero en términos sencillos, ¿cómo funcionan los conjuntos de telescopios para crear la apertura virtual? ¿Qué se pierde, si es que hay alguno, entre la apertura virtual y la teórica "real" de igual tamaño?
(Considero que esta es una pregunta de física porque comprender la respuesta a esta aplicación del mundo real ayudará a corregir cualquier concepto erróneo teórico que tenga sobre RF, antenas y radiotelescopios)
¡Gracias!
En la banda de microondas, aquí hay detectores de elementos múltiples, pero en longitudes de onda más largas, el telescopio es un solo píxel.
Sí, toma un tiempo construir una imagen, pero las imágenes de radio no suelen ser muy grandes, no los millones de píxeles de una imagen óptica/IR.
Una gran ventaja de los radiotelescopios es que puede combinar telescopios separados por miles de kilómetros para crear una imagen con la resolución de un solo plato tan grande (ahora puede hacer esto en el óptico con una separación de 100 m)
¿Conoces el patrón de interferencia que obtienes con dos rendijas? Si imagina los dos telescopios como las dos rendijas e interfiere (eléctricamente) las señales para formar el patrón de franjas. Luego puede calcular la forma de la fuente de luz: un solo punto producirá el patrón de franjas clásico, 2 puntos cercanos producirán un patrón ligeramente diferente, etc.
editar: construir un 'radiotelescopio' óptico: la solución original en inglés y el resultado teutónico bastante más impresionante (si tiene mucho más $$$)
Depende de qué tipo de radiotelescopio estés hablando.
Si está hablando de un solo plato, por ejemplo, con una señal de bocina en el foco, se comporta como una 'antena parabólica' regular al enfocar las ondas de radio en el foco donde se amplifica, procesa de alguna manera (como la conversión descendente) , digitalizado, etc. Un solo plato también puede tener una matriz de alimentación en el foco para actuar de manera análoga a un sensor de cámara.
Si está hablando de una matriz de radiotelescopios , puede operar de dos maneras.
En el primer método, las antenas del conjunto apuntan a la fuente y reciben señales que están en diferentes fases debido a la diferencia de trayectoria asociada con las ubicaciones relativas de las antenas y la fuente. Estas diferencias de fase se corrigen, las señales se combinan y luego se procesan como antes. Esto generalmente se emplea cuando se observa una fuente puntual (como un púlsar) con un conjunto de telescopios.
La segunda forma es como un interferómetro. Este método se utiliza para crear imágenes de radio de (generalmente) fuentes extendidas, como las galaxias de radio. En este método, las diferencias de fase no se eliminan, sino que se utilizan junto con la rotación de la Tierra para crear una imagen sintetizada por Fourier. La señal medida de cada antena se correlaciona con las de todas las demás antenas para obtener lo que se denomina "visibilidad". Tomar la Transformada de Fourier de las visibilidades medidas le da la distribución de brillo en el cielo (también conocida como la imagen). Siguiendo el comportamiento de la Transformada de Fourier, las líneas base largas (antenas que están más separadas) miden pequeñas variaciones espaciales (frecuencia espacial alta) en la distribución del brillo, mientras que las líneas base cortas miden variaciones espaciales grandes (frecuencia espacial baja). En otras palabras,
El capítulo 'Antenas y radiómetros' de este curso le dará más detalles: http://www.cv.nrao.edu/course/astr534/ERA.shtml
Estas conferencias de la Sexta Escuela de Verano de Imágenes de Síntesis de NRAO/NMIMT también pueden ser útiles: http://adsabs.harvard.edu/cgi-bin/nph-abs_connect?version=1&warnings=YES&partial_bibcd=YES&sort=BIBCODE&db_key=ALL&bibstem=Synthesis+Imaging +en+Radio+Astronomia+II&year=&volume=&page=&nr_to_return=100&start_nr=1
La apertura de un solo plato puede operar un detector de un solo píxel, pero este píxel proyectado en el cielo puede ser bastante grande en comparación con los telescopios ópticos e infrarrojos.
La resolución es proporcional a la longitud de onda y, por lo tanto, puede ser miles de veces la resolución óptica. Por lo tanto, un radiotelescopio puede tomar su imagen en un tiempo razonable simplemente porque apunta a objetivos más grandes y toma imágenes 'peores' de lo que podría imaginar.