¿Cuál es la importancia de utilizar pares de líneas base en radiointerferometría?

La interferometría de radio utiliza conjuntos de telescopios más pequeños que se unen para sintetizar un telescopio de mayor apertura. Los observatorios de radio astronómicos, como el Very Large Array en Nuevo México, constan de múltiples antenas de radio en varias configuraciones (es decir, 27 antenas para el VLA). Cuando leo sobre los conceptos básicos de la interferometría de radio, dedico mucho tiempo al retraso y la línea de base entre un par de telescopios. En otras palabras, la luz del objeto entrará primero en un telescopio antes que en el otro (a menos que apunte directamente hacia arriba) y un par de telescopios actuarán como una línea de base. No entiendo el significado de estos pares de telescopios. ¿Actúan los pares como un solo píxel? Leí que un par de antenas miden un punto en el plano u,v. ¿Por qué se necesitan pares de telescopios para hacer esto y cuál es la importancia para la radioastronomía?

¡Esta es una gran pregunta! Esto puede ser algo útil; cada curva en las figuras que se muestran en Matemáticas detrás de un gráfico uv en interferometría? provienen de un par de referencia. La respuesta allí enlaza con varios recursos útiles.

Respuestas (1)

La idea básica detrás de la interferometría es la de la interferencia , la combinación de dos ondas (en este caso, las ondas electromagnéticas de fuentes distantes). La interferencia implica inherentemente dos señales que interfieren entre sí, y es por eso que los pares de telescopios (también conocidos como líneas base)) son importantes. El patrón de interferencia entre las señales recibidas en dos telescopios diferentes transmite información sobre la estructura espacial de la fuente. Los pares muy separados son sensibles a la estructura a pequeña escala, y los pares cercanos son sensibles a la estructura a mayor escala (es por eso que necesita ambos para reconstruir una buena imagen). Los pares norte-sur solo son sensibles a la estructura en la dirección norte-sur, y lo mismo ocurre con otras orientaciones de pares, por lo que nuevamente necesita pares/líneas de base orientadas en diferentes direcciones. (La rotación de la Tierra ayuda un poco al cambiar la orientación de las líneas base a lo largo del tiempo, aunque los interferómetros modernos con muchos telescopios, como ALMA, tienen una cobertura bastante buena en una sola instantánea sin esperar a que la Tierra gire).

La señal de una fuente se registra en cada telescopio, y luego esas señales se combinan (o interfieren ) entre sí para cada par de telescopios, y todas esas señales de interferencia por par constituyen los datos generales recopilados por el interferómetro. En un interferómetro de radio, esta interferencia/combinación de señales se realiza en una computadora llamada correlador . Para la radio, la señal de cada telescopio se convierte en un voltaje y estos voltajes se correlacionan; para un interferómetro óptico o infrarrojo, la luz de cada telescopio individual se divide en múltiples caminos para que cada par de haces de luz pueda ser interferido en un combinador de haces antes de que se registre el patrón de interferencia.