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Radioastronomía - ciencia y tecnologia.

Publié le 27/05/2013

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Radioastronomía - ciencia y tecnologia. 1 INTRODUCCIÓN Radioastronomía, rama de la astronomía que estudia los objetos celestes y los fenómenos astrofísicos midiendo su emisión de radiación electromagnética en la región de radio del espectro. 2 HISTORIA A finales del siglo XIX se llevaron a cabo intentos infructuosos para detectar la radioemisión celeste. El ingeniero estadounidense Karl G. Jansky, mientras trabajaba en Bell Laboratories en 1932, fue el primero en detectar ruidos provenientes de la región cercana al centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, durante un experimento para localizar fuentes lejanas de interferencias de radio terrestres. La distribución de esta radioemisión galáctica fue cartografiada por el ingeniero estadounidense Grote Reber, utilizando un paraboloide de 9,5 m que construyó en su patio de Wheaton, Illinois. En 1943 Reber también descubrió la largamente codiciada radioemisión del Sol. La radioemisión solar había sido detectada pocos años antes, cuando fuertes estallidos solares produjeron interferencias en los sistemas de radar británicos, estadounidenses y alemanes, diseñados para detectar aviones. Como resultado de los grandes progresos realizados durante la II Guerra Mundial en antenas de radio y receptores sensibles, la radioastronomía floreció en la década de 1950. Los científicos adaptaron las técnicas de radar de tiempo de guerra para construir diversos radiotelescopios en Australia, Gran Bretaña, Países Bajos, Estados Unidos y la Unión de Repúblicas Socialistas Soviéticas, y muy pronto se despertó el interés de los astrónomos profesionales. Fuentes de radioemisión discretas fueron catalogadas en número creciente y, desde la década de 1950, fueron identificadas muchas radiofuentes como distantes galaxias visibles. En 1963, la continua investigación de radiofuentes muy pequeñas llevó al descubrimiento de radiofuentes casi estelares llamadas quasares que, debido a que presentaban desplazamientos hacia el rojo de una magnitud sin precedentes, parecían encontrarse a distancias enormes de la Tierra. Poco después, en 1965, los radioastrónomos estadounidenses Arno Penzias y Robert W. Wilson anunciaron el descubrimiento de la radiación de fondo de microondas cósmica de 3 K (-270 °C), que tiene muchas implicaciones para las teorías del origen del Universo y su evolución. En 1968 se descubrió un tipo nuevo de radiofuente, el púlsar, identificado rápidamente como una estrella de neutrones que gira a gran velocidad. Durante muchos años, los astrónomos se concentraron en el estudio de longitudes de onda relativamente largas, cercanas a 1 m, para las que era fácil construir grandes estructuras de antenas y receptores sensibles. Al desarrollarse las técnicas para construir estructuras más grandes y más precisas, y perfeccionarse los equipos de recepción de onda corta, las bandas de longitud de onda de hasta 1 mm cobraron especial importancia. Al mismo tiempo, el desarrollo de la tecnología espacial (véase Astronáutica) permitió realizar observaciones de longitudes de onda muy largas por encima de la ionosfera, por lo general opaca a la radiación de longitud de onda superior a 20 metros. 3 PRINCIPIOS DE RADIOASTRONOMÍA La radioemisión cósmica, por lo que sabemos, proviene de procesos naturales, aunque de vez en cuando también se utilizan los radiotelescopios para buscar (hasta ahora sin éxito) posibles fuentes de radioemisión de inteligencia extraterrestre (véase Exobiología). Se ha reconocido que algunos mecanismos físicos producen la radioemisión observada. 3.1 Tipos de emisión A causa de los movimientos aleatorios de los electrones, todos los cuerpos emiten radiaciones térmicas, o calor, características de su temperatura. Se han utilizado mediciones cuidadosas, en todo el espectro, de la intensidad de emisiones para calcular la temperatura de los cuerpos celestes lejanos, así como de los planetas del Sistema

« 305 m de diámetro.

Las mayores antenas parabólicas dirigibles de plato miden de 50 a 100 m de diámetro y tienen una resolución de 1 minuto de arco aproximadamente,equivalente a la del ojo humano en longitudes de onda ópticas.

Las ondas de radio que entran son enfocadas por la superficie parabólica en una pequeña antena de cuernosque las conduce a un receptor de radio extremadamente sensible.

Estos receptores, aunque similares en principio a los aparatos de radio domésticos, detectan señales tandébiles como de 10 -17 vatios.

Las partes críticas del receptor están con frecuencia enfriadas a temperaturas cercanas al cero absoluto para obtener el mayor rendimiento posible.

Para observaciones de la línea espectral, se usan receptores especializados que pueden sintonizar hasta 1.000 frecuencias de modo simultáneo. Radiotelescopio VLALos radiotelescopios detectan la radiación electromagnética del espacio con longitudes de onda que van de 1 mm a más de 1 km.Como los radiotelescopios sólo son sensibles a la radiación electromagnética con una longitud de onda relativamente larga, laresolución (capacidad de distinguir el detalle) de un instrumento sencillo es baja.

Sin embargo, cuando las señales de un grupo detelescopios que apuntan al mismo objetivo se combinan, la resolución se mejora enormemente.

Por ejemplo, el radiotelescopio VLAde Socorro, Nuevo México (EEUU), tiene 27 platos cuyas señales individuales se pueden combinar para formar una sola imagen dealta resolución.Francois Gohier/Photo Researchers, Inc. Para obtener mayor resolución, se utilizan conjuntos de antenas como interferómetros, que dan resoluciones de más o menos 1 segundo de arco, equivalentes a las de losgrandes telescopios ópticos en condiciones de visión ideales.

El mayor radiotelescopio de este tipo es el radiotelescopio VLA, situado en una llanura aislada cerca deSocorro, Nuevo México (Estados Unidos).

El VLA contiene un total de 27 platos parabólicos, de 25 m de diámetro cada uno, que se mueven sobre vías de ferrocarril a lolargo de tres brazos de 21 km configurados en forma de Y.

Cada antena contiene su propio receptor, y las señales de cada receptor son enviadas a un edificio central dondeson combinadas para formar la imagen de alta resolución mediante una técnica que se conoce como interferometría.

Otros interferómetros utilizan antenas semejantes a lasmás grandes de televisión.

Una instalación de este tipo, en Cambridge, Inglaterra, utiliza 60 antenas para detectar radiación en longitudes de onda de 2 metros. Se pueden lograr resoluciones más altas incluso si las antenas se sitúan a miles de kilómetros de distancia.

Estos espaciamientos hacen poco práctico enviar las señalesdesde cada antena directamente a un punto común.

En su lugar, se realizan grabaciones separadas en cada antena y las cintas individuales se envían a unas instalacionescentrales donde se procesan.

Esta técnica de interferometría de muy larga base (VLBI) implica usar relojes atómicos en cada telescopio para sincronizar las grabacionesindividuales con una precisión de una millonésima de segundo.

De esta forma, se consiguen resoluciones angulares de una milésima de segundo de arco, equivalente altamaño angular aparente de una pelota de baloncesto (básquetbol) a la distancia de la Luna.

En 1984, el gobierno de Estados Unidos asignó fondos para la construcción deuna instalación llamada formación de muy larga base (VLBA), una red de 10 radioantenas extendidas desde la frontera de Estados Unidos con Canadá hasta Puerto Rico, ydesde Hawai hasta la costa atlántica.

Canadá y Australia proyectan programas similares. 4 CLASES DE RADIOFUENTES Se han descubierto y estudiado muchas radiofuentes en nuestro Sistema Solar, en nuestra galaxia y en el espacio profundo. 4.1 Radiofuentes del Sistema Solar El Sol es la radiofuente más brillante del cielo.

Su radioemisión es mucho más intensa de lo esperado de la emisión térmica de su superficie visible, que tiene unatemperatura de cerca de 6.000 °C.

Esto se debe a que la mayor parte de la radioemisión observada en longitudes de onda de radio más largas proviene de la atmósferaexterior, mucho más cálida, pero ópticamente invisible, que tiene temperaturas de cerca de 1.000.000 °C.

Además de la emisión térmica, se producen explosiones ytormentas no térmicas, sobre todo durante los periodos de gran actividad de manchas solares, cuando la intensidad de radioemisión puede incrementarse en un factor de unmillón o más en periodos de tiempo de una hora. La otra fuente de radioemisión natural no térmica del Sistema Solar es el planeta Júpiter.

En longitudes de onda cercanas a los 15 m, Júpiter emite fuertes estallidos deradiación que provienen de regiones relativamente pequeñas, cerca de la superficie de la nube que gira con el planeta.

La intensidad de estos estallidos parece estar muycondicionada por la posición del satélite Ío.

Además, Júpiter está rodeado por extensos cinturones de radiación que irradian en la banda de microondas a longitudes de ondamenores de 1 metro. Se ha observado que emana radiación térmica de la superficie o de la atmósfera de todos los planetas excepto Plutón.

Instrumentos a bordo de naves espaciales hanutilizado estas emisiones para conseguir información sobre las condiciones meteorológicas de los planetas y otros fenómenos. 4.2 Radiofuentes galácticas. »

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