Как работают астрономы

Радиоастрономия

Свет - это электромагнитная энергия, распространяющаяся волнами такой длины, которые воспринимаются глазом. При помощи фотографии и особых приборов можно воспринимать и изучать недоступные глазу ультрафиолетовые, инфракрасные и рентгеновские лучи.

Ультрафиолетовые лучи имеют длину волны меньшую, чем видимые лучи. Еще меньше она у рентгеновских лучей, но такие коротковолновые лучи от светил через земную атмосферу не проходят. Однако подъем некоторых приборов в верхние слои атмосферы и за ее пределы на геофизических ракетах и на искусственных спутниках Земли позволяет улавливать и изучать коротковолновое излучение небесных светил.

У инфракрасных лучей, наоборот, длина волны больше, чем у видимых лучей. За ними в направлении увеличения длины волны идут тепловые лучи. Они также воспринимаются специальными приборами. Еще дальше начинается область радиоволн. Многие радиоволны, идущие от небесных светил, задерживаются земной атмосферой. Но атмосфера свободно пропускает волны от нескольких миллиметров и сантиметров до нескольких метров. Это выяснилось в 40-х годах XX в., когда впервые было уловлено радиоизлучение, идущее из глубин космического пространства. Тогда и стали изготовлять радиотелескопы. Они собирают радиоизлучение небесных светил.

Один из больших радиотелескопов.

Радиотелескопы бывают двух видов. Это либо вогнутое металлическое, иногда решетчатое зеркало, либо рама, на которой параллельно друг другу установлены металлические стержни; в них и возникают электромагнитные колебания. Законы отражения лучей таковы: чем больше длина волны, тем менее точно может быть изготовлена форма отражающей поверхности. Поэтому требования к точности при изготовлении зеркал для радиотелескопов гораздо меньшие, чем при изготовлении собирающих свет оптических телескопов-рефлекторов. Это дает возможность строить радиотелескопы с зеркалами гораздо большего размера, чем у оптических телескопов. Их диаметры достигают десятков, а. у некоторых радиотелескопов и сотен метров. Это позволяет улавливать очень слабое радиоизлучение от очень далеких космических источников.

Радиоизлучение, приходящее к нам от небесных тел, бывает тепловой и нетепловой природы. Раскаленное тело всегда посылает электромагнитные излучения всех видов, в частности и радиоволны. Это радиоизлучение теплового происхождения. Его интенсивность зависит от свойств и температуры тела. Нетепловое радиоизлучение, иногда и очень мощное, может возникнуть при различных физических процессах, в частности при торможении магнитным полем электронов, летящих со скоростью, близкой к скорости света.

Установлено, что различные оболочки Солнца посылают радиоизлучение. Мощность его колеблется в колоссальных пределах, отражая происходящие на Солнце сложнейшие физические процессы. Радиоволны излучаются также в атмосферах планет Венера и Юпитер. Их интенсивно излучают газовые туманности - массы разреженного и наэлектризованного, а также нейтрального газа. Наконец, многие гигантские звездные системы также являются источниками радиоизлучения, и некоторые из них испускают радиоволны с колоссальной силой.

Сложная антенна радиотелескопа в Серпухове.

Изучение радиоизлучения небесных тел и причин, его вызывающих, чрезвычайно расширяет наши представления о небесных телах, их системах, о строении и поведении их вещества и об электромагнитном излучении вообще.

Радиоастрономия - новая увлекательная наука. Кроме радиотелескопа она располагает еще другим интересным инструментом - радиолокатором. Радиолокатор посылает с Земли короткие радиоволны узким направленным пучком, так что их энергия почти не рассеивается. Радиоволны, посланные радиолокатором, отражаются многими предметами и наэлектризованными газами. По времени прохождения импульса радиоволн от радиолокатора и обратно, после их отражения от предмета, можно определить расстояние до предмета и скорость его движения, так как скорость распространения радиоволн известна - она равна скорости света.

Радиотелескоп Крымской обсерватории.

Радиолокация, применявшаяся сначала в военном деле, стала новым, очень точным методом определения расстояния от Земли до Луны и до многих планет. При ее помощи с достаточной точностью определяют высоту следов, оставляемых "падающими звездами" - метеорами, и скорость частиц вещества, которые их производят, когда влетают из межпланетного пространства в земную атмосферу.

Радиолокация дает возможность "прощупывать" рельеф поверхности планет, даже окутанных густыми облаками, сквозь которые в обычный телескоп мы эту поверхность не видим.

перейти к началу страницы