Apa itu Teleskop Radio?
Sama seperti teleskop optik mengumpulkan cahaya tampak, membawanya ke fokus, memperkuatnya, dan membuatnya tersedia untuk analisis dengan berbagai instrumen, begitu pula teleskop radio mengumpulkan gelombang cahaya radio yang lemah, membawanya ke fokus, memperkuatnya, dan membuatnya tersedia untuk analisis . Kami menggunakan teleskop radio untuk mempelajari cahaya radio yang terjadi secara alami dari bintang, galaksi, lubang hitam, dan objek astronomi lainnya. Kita juga dapat menggunakannya untuk memancarkan dan memantulkan cahaya radio dari benda-benda planet di tata surya kita. Teleskop yang dirancang khusus ini mengamati panjang gelombang cahaya terpanjang, mulai dari 1 milimeter hingga lebih dari 10 meter. Sebagai perbandingan, gelombang cahaya tampak hanya beberapa ratus nanometer panjangnya, dan nanometer hanya 1/10 ribu ketebalan selembar kertas! Faktanya, kita biasanya tidak mengacu pada cahaya radio berdasarkan panjang gelombangnya, tetapi berdasarkan frekuensinya.
Gelombang radio yang terjadi secara alami sangat lemah pada saat mencapai kita dari luar angkasa. Sinyal ponsel satu miliar miliar kali lebih kuat daripada gelombang kosmik yang dideteksi oleh teleskop kita.
Bagian dari Teleskop Radio
dishDiagramTeleskop radio dibuat dalam berbagai bentuk dan ukuran berdasarkan jenis gelombang radio yang mereka ambil. Namun, setiap teleskop radio memiliki antena pada dudukannya dan setidaknya satu peralatan penerima untuk mendeteksi sinyal.
Karena gelombang radio sangat panjang dan sumber radio kosmik sangat lemah, teleskop radio adalah teleskop terbesar di dunia, dan hanya penerima radio paling sensitif yang digunakan di dalamnya. Sayangnya, antena besar ini juga menangkap gangguan radio dari elektronik modern, dan upaya besar telah dilakukan untuk melindungi teleskop radio dari gangguan frekuensi radio.
Antena
Antena paling dasar adalah antena dipol logam, yang sering digunakan pada mobil untuk menangkap gelombang radio yang digunakan penyiar untuk membawakan acara audio mereka.
Jenis teleskop radio yang paling serbaguna dan kuat adalah antena parabola. Parabola adalah bentuk matematika berguna yang memaksa gelombang radio yang masuk untuk memantul ke satu titik di atasnya, yang disebut fokus. Antena antena memantulkan banyak panjang gelombang yang berbeda sekaligus, dan kami membutuhkan penerima yang berbeda untuk menyetel saluran frekuensi yang berbeda untuk berbagai jenis penelitian yang kami lakukan. Untuk mengamati rentang panjang gelombang tertentu, kami memilih corong ukuran tertentu untuk mengambil gelombang radio yang kami inginkan. Corong ini disebut feed horn, dan yang terbesar adalah seukuran truk pickup!
Diameter ujung sempit tiap feed horn berukuran sama dengan panjang gelombang kritis channel yang kita inginkan. Artinya adalah bahwa ketika gelombang radio tertentu bergerak ke ujung sempit dari tanduk tertentu, itu berdenyut sempurna ke samping, dan tanduk menjadi antena sejati yang mendeteksi denyut nadi. Di sini, kami menempatkan penerima supercooled untuk mengumpulkan pulsa bolak-balik gelombang sebagai sinyal yang dapat dikirim ke komputer.
Mendukung Feed
Kita bisa menggantungkan feed horn dan receiver pada fokus di atas piringan, atau memasang cermin untuk mengarahkan gelombang yang terfokus ke tengah piringan di mana kita bisa mengatur beberapa receiver.
Jika kita menempatkan penerima pada fokus, di atas piringan, sinyal yang terdeteksi berjalan melalui kabel di sepanjang struktur penyangga umpan ke titik di dekat permukaan tanah di mana sinyal tersebut dapat direkam dan dianalisis. Umpan fokus utama ini dibatasi oleh berat dan ukuran tanduk umpan yang akan muat dengan aman di sana dan betapa sulitnya menjangkau mereka untuk pemeliharaan manusia.
Lebih sering, untuk mendapatkan hasil maksimal dari daya pengumpulan antena piringan raksasa, kami menggunakan cermin sekunder yang disebut subreflektor pada fokus utama (atau di dekatnya) untuk memantulkan gelombang terfokus ke lokasi yang lebih nyaman - di tengah piringan. Banyak subreflektor dapat dimiringkan untuk mengarahkan ke tanduk umpan yang berbeda di tengah piring atau untuk melihat sekilas ke langit untuk mengumpulkan data tentang kondisi kualitas udara.
Permukaan Piring
Jika panjang gelombang radio yang kita pelajari sangat kecil, seperti gelombang milimeter yang dikumpulkan oleh ALMA, maka kesempurnaan permukaan antena teleskop sangatlah penting. Setiap lengkungan, benturan, atau ding di parabola akan membuat gelombang kecil ini menjauh dari fokus, dan kami akan kehilangan informasi.
Kita juga harus mempertimbangkan lingkungan ekstrem tempat teleskop radio dapat beroperasi. Perbedaan angin dan suhu dapat merusak parabola antena teleskop radio besar dan tarikan gravitasi memengaruhi antena yang berat saat antena miring ke berbagai bagian langit. Oleh karena itu, piringan ALMA dibuat kecil untuk lebih mengontrol bentuknya yang sempurna di bawah kondisi yang terus berubah ini.
Jika ukuran panjang gelombang radio yang diamati sangat panjang, seperti gelombang sentimeter yang ditangkap oleh VLA dan VLBA, maka kesempurnaan bentuk piringan tidak terlalu penting untuk menjaga pengamatan yang sangat baik dari langit radio. Piringan tersebut dibuat kaku dan kuat serta tahan keras saat bergerak dan bekerja dalam berbagai kondisi.
Telescope Mounts
Piringan beberapa teleskop radio berputar di sekitar poros yang mengarah ke Bintang Kutub Utara. Dudukan ekuator ini memungkinkan teleskop mengikuti posisi di langit saat Bumi berputar, cukup dengan menyalin sumbu rotasi Bumi dan bergerak berlawanan dengannya. Tetapi teleskop radio besar yang dipasang di ekuator sulit untuk dibuat, karena mereka membutuhkan jutaan pon teleskop untuk menyeimbangkan pada banyak sudut yang aneh. Terbesar yang pernah dibuat adalah teleskop piringan 140 kaki (43 meter) kami di Green Bank.
Dalam kebanyakan teleskop radio modern, komputer digital menggerakkan teleskop pada sumbu putar dan miring yang lebih sederhana. Inilah cara kami dapat sepenuhnya mengarahkan 17 juta pon GBT ke seluruh penjuru langit.
Pengolahan data
Pada teleskop radio awal, kami harus menyetel frekuensi tunggal dan spesifik untuk mengamati sinyal molekul gas di ruang angkasa. Teleskop radio modern mengamati sejumlah besar frekuensi sekaligus, dengan komputer membagi pita frekuensi menjadi beberapa ribu saluran terpisah yang dapat berkisar lebih dari puluhan hingga ratusan megahertz. Inovasi ini telah mengubah teleskop radio dari kamera hitam putih menjadi full colour.
Untuk mendeteksi sinyal paling redup, teleskop tetap menatap sumber radionya selama berjam-jam, mirip dengan menjaga penutup kamera tetap terbuka. Perangkat lunak komputer kami terus menambahkan gelombang secara bersamaan untuk meningkatkan sinyal dari fenomena astronomi, dan membiarkan sinyal derau acak yang datang dari penerima dan atmosfer bumi rata-rata seiring waktu.
Comments
Post a Comment