射電望遠(yuǎn)鏡是指觀測(cè)和研究來(lái)自天體的射電波的基本設(shè)備,可以測(cè)量天體射電的強(qiáng)度、頻譜及偏振等量 。包括收集射電波的定向天線,放大射電信號(hào)的高靈敏度接收機(jī),信息記錄﹑處理和顯示系統(tǒng)等。20世紀(jì)60年代天文學(xué)取得了四項(xiàng)非常重要的發(fā)現(xiàn):脈沖星、類星體、宇宙微波背景輻射、星際有機(jī)分子,被稱為“四大發(fā)現(xiàn)”。這四項(xiàng)發(fā)現(xiàn)都與射電望遠(yuǎn)鏡有關(guān)。
二、射電望遠(yuǎn)鏡原理
射電望遠(yuǎn)鏡原理是和光學(xué)反射望遠(yuǎn)鏡相似,投射來(lái)的電磁波被一精確鏡面反射后,同相到達(dá)公共焦點(diǎn)。用旋轉(zhuǎn)拋物面作鏡面易于實(shí)現(xiàn)同相聚焦,因此,射電望遠(yuǎn)鏡天線大多是拋物面。射電望遠(yuǎn)鏡表面和一理想拋物面的均方誤差率不大于λ/16~λ/10,該望遠(yuǎn)鏡一般就能在波長(zhǎng)大于λ的射電波段上有效地工作。
對(duì)米波或長(zhǎng)分米波觀測(cè),可以用金屬網(wǎng)作鏡面;而對(duì)厘米波和毫米波觀測(cè),則需用光滑精確的金屬板(或鍍膜)作鏡面。從天體投射來(lái)并匯集到望遠(yuǎn)鏡焦點(diǎn)的射電波,必須達(dá)到一定的功率電平,才能被接收機(jī)檢測(cè)到。
目前的檢測(cè)技術(shù)水平要求最弱的電平應(yīng)達(dá)10 -20瓦。射頻信號(hào)的功率首先在焦點(diǎn)處放大10~1000倍﹐并變換成較低頻率(中頻),然后用電纜將其傳送至控制室,在那里再進(jìn)一步放大﹑檢波,最后以適于特定研究的方式進(jìn)行記錄、處理和顯示。
天線收集天體的射電輻射,接收機(jī)將這些信號(hào)加工、轉(zhuǎn)化成可供記錄、顯示的形式,終端設(shè)備把信號(hào)記錄下來(lái),并按特定的要求進(jìn)行某些處理然后顯示出來(lái)。表征射電望遠(yuǎn)鏡性能的基本指標(biāo)是空間分辨率和靈敏度,前者反映區(qū)分兩個(gè)天球上彼此靠近的射電點(diǎn)源的能力,后者反映探測(cè)微弱射電源的能力。射電望遠(yuǎn)鏡通常要求具有高空間分辨率和高靈敏度!
三、光學(xué)望遠(yuǎn)鏡的原理
基本原理是光的折射??康氖墙M成望遠(yuǎn)鏡的兩塊透鏡。望遠(yuǎn)鏡的前面有一塊直徑大、焦距長(zhǎng)的凸透鏡,名叫物鏡;后面的一塊透鏡直徑小焦距短,叫目鏡。物鏡把來(lái)自遠(yuǎn)處景物的光線,在它的后面匯聚成倒立的縮小了的實(shí)像,相當(dāng)于把遠(yuǎn)處景物一下子移近到成像的地方。而這景物的倒像又恰好落在目鏡的前焦點(diǎn)處,這樣對(duì)著目鏡望去,就好象拿放大鏡看東西一樣,可以看到一個(gè)放大了許多倍的虛像。這樣,很遠(yuǎn)很遠(yuǎn)的景物,在望遠(yuǎn)鏡里看來(lái)就仿佛近在眼前一樣。
四、光學(xué)望遠(yuǎn)鏡和射電望遠(yuǎn)鏡區(qū)別
射電望遠(yuǎn)鏡和光學(xué)望遠(yuǎn)鏡,相同點(diǎn)是它們都是觀察天體發(fā)出的電磁波,而區(qū)別在于它們所接收的電磁波波長(zhǎng)不同,射電望遠(yuǎn)鏡接收的是無(wú)線電波,射電望遠(yuǎn)鏡可以捕捉到很多肉眼看不到的光,而光學(xué)望遠(yuǎn)鏡只能捕捉到可見光。
射電望遠(yuǎn)鏡分辨率最高,因?yàn)樯潆娡h(yuǎn)鏡可以看到比光學(xué)望遠(yuǎn)鏡波長(zhǎng)短很多倍的光,理論上看的是最遠(yuǎn)的,但是,射電望遠(yuǎn)鏡成的像也是通過(guò)計(jì)算機(jī)處理過(guò)的,看到的不是天體的真實(shí)面目,精確度不如光學(xué)望遠(yuǎn)鏡。
現(xiàn)在看的最遠(yuǎn)的是哈勃望遠(yuǎn)鏡,屬于光學(xué)望遠(yuǎn)鏡,是折反射的,與普通望遠(yuǎn)鏡沒什么區(qū)別,雖然口徑只有2.4米,但與地基望遠(yuǎn)鏡比起來(lái),它不受大氣干擾的影響,與口徑5米的海爾望遠(yuǎn)鏡比起來(lái),“哈勃”能看到140億光年以外的天體,海爾望遠(yuǎn)鏡只能看到20億光年以外,大氣層可以把星光減弱13倍。