Pourquoi les radiotélescopes ont de telles Mauvais Résolution

? Radioastronomie a révélé l’existence de pulsars , quasars et le micro-ondes rayonnement de fond qui fournit la meilleure preuve de la théorie du big bang . Il a également été utilisé pour examiner la répartition et la composition des vastes nuages ​​de matière entre les étoiles . Aucune de ces choses sont possibles avec l’astronomie optique. Mais radioastronomie peut aussi être frustrant parce que les images qu’il produit sont beaucoup moins détaillées que les images de télescopes optiques . Ce n’est pas en raison de défaillances radiotélescopes ; C’est une conséquence de la nature physique du processus de formation d’image . Diffraction

Chaque écolier apprend que la lumière se déplace en ligne droite , et c’est vrai – jusqu’à un certain point . Mais si vous bloquez une demi faisceau lumineux avec un couteau puis regardez très attentivement l’ombre qu’il produit sur un écran , vous verrez quelque chose d’inhabituel . Si la lumière ne se déplace en ligne droite que vous attendez de la moitié de l’écran au-dessus du bord de couteau d’être uniformément lumineux et la moitié au-dessous du bord pour être uniformément sombre . Au lieu de cela , un peu de lumière se glisse dans la moitié sombre et un peu d’obscurité fait son chemin dans la pénombre . Lumière – et d’autres formes de rayonnement électromagnétique , y compris les ondes radio – plie un peu quand il frappe un bord . Cet effet de flexion est appelée diffraction .
Diffraction et la résolution

diffraction est toujours là . Normalement, vous ne pouvez pas le voir , car il ya tellement de lumière autour de ce que les différents motifs de diffraction moyenne , mais lorsque vous vous concentrez lumière la diffraction est révélé . Un point de lumière ne se concentrera pas jusqu’à un point parfait , mais à un endroit flou entouré par la décoloration des anneaux . C’est ce qu’on appelle la tache de diffraction ou parfois la  » tache d’Airy .  » Photos

Deux facteurs déterminent la taille de ce disque est : le diamètre du miroir ou de la lentille et la longueur d’onde du rayonnement électromagnétique . La plus grande place que de diffraction , moins l’image est détaillée . De grandes taches de diffraction se chevauchent les uns les autres de sorte que vous ne peuvent pas faire de petites fonctionnalités . Les astronomes quantifier généralement flou en termes de la résolution angulaire d’un télescope . Un télescope ne peut pas distinguer deux points qui sont plus proches de sa résolution angulaire . La résolution angulaire d’un télescope est proportionnelle à la longueur d’onde divisée par son diamètre . D’autres facteurs peuvent faire la résolution angulaire pire , mais jamais mieux .

Lumière et Radio
Le radiotélescope est beaucoup plus grand que un télescope optique , mais la résolution est moins bonne .

lumière et les ondes radio sont deux formes de rayonnement électromagnétique ; la seule différence est dans la longueur d’onde et de la fréquence . Donc, ils ont tous deux se comportent exactement de la même façon . Une longueur d’onde typique de la lumière est d’environ 500 nanomètres , ou 500 milliardièmes de mètre . Les plus grands télescopes optiques sont près de 10 mètres de diamètre , ils ont donc une résolution angulaire d’environ 5 x 10 ^ ( -8 ) radians , soit environ 0,01 secondes d’arc .

Ondes radio ont une plus grande gamme de longueurs d’onde . Aux fins de la radioastronomie , la gamme est d’environ 10 mètres à environ 1 centimètre . Le plus grand radiotélescope est d’environ 300 mètres de diamètre , donc sa résolution angulaire est partout de 0,03 radians à 0,00003 radians , ou environ 6000 à 6 secondes d’arc . Plus la résolution angulaire , le flou de l’image ; images du plus grand radiotélescope au moins 600 fois plus floue que les images des plus grands télescopes optiques .
Résolution
supérieur
combinaison de sortie de nombreux télescopes séparés améliore la résolution .

comme vous pouvez le dire à partir de l’équation de la résolution angulaire , la seule façon d’obtenir une meilleure résolution est de faire le plus grand télescope . Télescopes grandes radio sont très difficiles à construire , de sorte que c’est vraiment pas une option . Au lieu de cela , les radio-astronomes combinent les mesures de différents radiotélescopes ensemble dans une technique appelée interférométrie . Si vous combinez parfaitement la sortie de deux télescopes de 500 mètres, elles agissent comme un télescope de 500 mètres de diamètre . Le plus espacés les télescopes , meilleure est la résolution. Malheureusement , la plus espacés les télescopes , plus il est difficile de combiner leurs images – . Mais les astronomes de radio d’aujourd’hui font cela tout le temps

Même ainsi, la résolution est encore limitée . Si vous êtes à la recherche à des ondes radio de 10 mètres et vous combiner la sortie de deux radiotélescopes complètement à travers la Terre de l’autre vous obtenez seulement une résolution d’environ 0,2 secondes d’arc – environ 20 fois pire que les meilleurs télescopes optiques < . br > Photos