Открытие явления космического радиоизлучения было сделано в 1931 г. Янским (США). Исследуя радиошум, создаваемый излучением с длиной волны 14,6 м, он заметил, что значительная часть радиошума связана с опре­деленным направлением.   Это направление   изменялось с течением времени, и характер зависимости направления от времени дня и времени года привел Янского к выво­ду, что приходящее излучение связано с областью ядра Галактики.

Однако ряд лет открытие Янского оставалось незаме­ченным. Лишь работы Рёбера (США), выполненные и 1940—1944 гг., привлекли к радиометодам изучения Вселенной необходимое внимание. Качалось энергичное строительство радиотелескопов, подвижных и непод­вижных, усовершенствовались методы наблюдений. Была создана новая отрасль астрономии — радиоастро­номия.

В радиоастрономии используются длины волн в де­сятки тысяч, сотни тысяч и миллионы раз большие, чем в оптических наблюдениях. Это, с одной стороны, дает большие преимущества, а с другой стороны, вызывает и значительные трудности.

Основное преимущество состоит в том, что большая длина волны резко понижает требования к точности по­верхностей отражающего лучи зеркала телескопа. Важно, чтобы неровности поверхности были малы в сравнении с длиной волны излучения. Поэтому радиотелескопы мож­но делать без такой тщательной шлифовки поверхности, как оптические, и сооружать их из металла, а не из стек­ла. В то время как диаметр самого большого оптического телескопа равен 6 м, диаметры подвижных радиотелеско­пов уже достигли 100 м. Они собирают электромагнитное излучение с площади в сотни раз большей, чем самый большой оптический телескоп.

Еще большую суммарную площадь антенны имеют составные радиотелескопы. Например, австралийский кольцевой радиотелескоп состоит из 96 антенн, каждая диаметром в 13 м, установленных вдоль окружности диа­метром в 13 км. А радиотелескоп РАТАН-600, введенный в эксплуатацию в 1974 г. близ станицы Зеленчукской на Северном Кавказе и состоящий из кругового, диаметром 576 м, отражателя, содержащего 895 антенных секций, и плоского отражателя, включающего 124 секции, имеет еще более значительную суммарную площадь антенн. Та­кие радиотелескопы способны регистрировать излучение меньшей мощности, чем оптические телескопы. Если ка­кой-нибудь объект излучает одинаковое количество энер­гии в радиодиапазоне и в оптическом диапазоне частот, то на некотором расстоянии от нас его уже будет невозмож­но оптически наблюдать, а радиоизлучение еще будет уверенно приниматься.

Другим преимуществом радиоволн является прозрач­ность для них всех типов облаков, так что наблюдения можно вести в любую погоду. Прозрачна для них и меж­звездная пыль.

Недостатки, вызываемые использованием излучения с большой длиной волны, состоят в том, что при этом уменьшается точность определения направления на источник излучения и возникают трудности в изучении тонкой структуры излучающих объектов. Разрешающая способность телескопа, т. е. минимальное угловое расстояние
между двумя точками, которые телескоп может фиксировать раздельно, не сливая их в одну, определяется формулой       .

α = 2,5·105·(ƛ/D),          (1)

где ƛ — длина волны принимаемого излучения, D — диа­метр объектива телескопа, α — разрешающая способность в секундах дуги.

Для оптических телескопов, ввиду малости длины волны излучения, а получается равным очень малой доле секунды. Для радиотелескопов же положение иное. Если при помощи 100-метрового радиотелескопа принимать да­же самое коротковолновое из доступных радиоизлуче­ние — ƛ = 1 см, то α получается равным 25″. Для всех других волн и других полноподвижных несоставных ра­диотелескопов а значительно больше, выражается мину­тами дуги. Это означает, что радиотелескоп не может точ­но фиксировать положение точечного источника и не может отличить источник излучения с диаметром в нес­колько минут от тачечного источника.

В составных телескопах роль диаметра объектива играет , диаметр окружности вдоль которого расставлены антенны. Поэтому а у радиотелескопа РАТАН-600 почти в 6 раз, а у австралийского кольцевого в 30 раз меньше, чем у 100-метрового радиотелескопа.

Но основной успех в достижении высокой разрешаю­щей способности в радиоастрономии был достигнут путем применения радиоинтерферометров. В этом методе два радиотелескопа действуют синхронно, находясь возможно далеко друг от друга. Тогда получаемые ими совместно синхронные наблюдения обладают разрешающей способ­ностью, которая получается по формуле (1), где D — расстояние между радиотелескопами, так называемый базис радиоинтерферометра.

В настоящее время радиоинтерферометрические на­блюдения проведены для значительного числа объектов при весьма больших —базисах, вплоть до 10 тыс. км, В этих случаях радиотелескопы размещаются на различ­ных континентах. По формуле (1) можно подсчитать, что разрешающая способность радиоинтерферометров мо­жет достигать нескольких десятитысячных долей секунды дуги, так что точность определений положений и величин диаметров источников излучения в радиоастрономии те­перь даже выше, чем в оптической астрономии.

Радиотелескопы настраиваются на определенную длину волны. Наблюдения показали, что со всех участков неба к нам идет радиоизлучение и притом во всех длинах волн. Для многих длин волн уже выполнены обозрения обширных участков неба, т. е. определена интенсивность излучения в этой длине волны для множества направле­ний, заполняющих избранную область неба.

Как правило, интенсивностъ радиоизлучения возра­стает при приближений к галактическому экватору. Сле­довательно, источники радиоизлучения, как и многие другие наблюдаемые объекты, обнаруживают галактиче­скую концентрацию.

 

Т.А.Агекян «Звезды, Галактики, Метагалактики» 1981 год. Издание третье, переработаное и дополненое

Приглашаем Вас обсудить данную публикацию на нашем форуме о космосе.