الفلك

ما هو الطول الموجي الأكثر هدوءًا بالنسبة للتلسكوب الراديوي الأرضي؟

ما هو الطول الموجي الأكثر هدوءًا بالنسبة للتلسكوب الراديوي الأرضي؟



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

قد يبدو هذا وكأنه سؤال عكسي ، لكنني مهتم بمعرفة الطول الموجي الذي يجب تحديده في مراقبة التلسكوب الراديوي الأرضي (الافتراضية) لتوقع اكتشاف مثل القليل بقدر الإمكان! :)

يجب أن يظل من الممكن الوصول إليها من الفضاء ، أي أن الطول الموجي الذي يمتصه الغلاف الجوي العالي ربما يكون مرشحًا سيئًا.

أعتقد أنه يمكن الإجابة على هذا من خلال النظر إلى متوسط ​​طيف واسع تم جمعه بواسطة تلسكوب راديوي ، والمقارنة مع مخطط طيف امتصاص الغلاف الجوي.


قد تبحث عن "ثقب الماء". انظر http://www.setileague.org/general/waterhol.htm.


ما هو الطول الموجي الأكثر هدوءًا بالنسبة للتلسكوب الراديوي الأرضي؟ - الفلك

أصبح استكشاف الأماكن النائية على الكواكب الأخرى الآن هدفًا رئيسيًا في سيناريوهات رحلات الفضاء الحالية. من ناحية أخرى ، سعى علماء الفلك دائمًا إلى المواقع النائية والمعزولة لوضع مراصدهم ولجعل اكتشافاتهم الأكثر دقة والأكثر إثارة للإعجاب. خاصة بالنسبة لعلم الفلك الراديوي ، يوفر استكشاف القمر نافذة جديدة كاملة للكون. يُعترف بالمنطقة القطبية والجانب البعيد من القمر كمواقع فريدة لتلسكوب لاسلكي منخفض التردد يوفر بيانات علمية بأطوال موجية لا يمكن الحصول عليها من الأرض ولا من سواتل واحدة. تتراوح المجالات العلمية التي سيتم تغطيتها من علم الكونيات ، إلى دراسات النظام الشمسي ، واكتشاف الكواكب الخارجية ، وفيزياء الجسيمات الفلكية. تتمثل المزايا الرئيسية للقمر في منصته المستقرة الكبيرة وغياب الغلاف المتأين المرصود عند الترددات الراديوية MHz. علاوة على ذلك ، يوفر الجانب البعيد من القمر البيئة الأكثر هدوءًا لاسلكيًا في نظام الأرض والقمر. لهذا السبب فهي محمية من قبل لوائح الاتحاد الدولي للاتصالات باعتبارها منطقة هادئة لاسلكية. ومع ذلك ، يمكن أن تفسد بعثات الاستكشاف المستقبلية هذه البيئة الراديوية النقية من خلال تعزيز الغلاف الخارجي للقمر وعن طريق إنتاج انبعاثات راديوية غير خاضعة للرقابة.


ما هو الطول الموجي الأكثر هدوءًا بالنسبة للتلسكوب الراديوي الأرضي؟ - الفلك

في عام 1962 ، أصبح الدكتور فرانك دريك من جرين بانك مهتمًا بالتجارب التي تحدث في تصميمات التلسكوب والاستقبال لاكتشاف أطوال موجات المليمتر ، وهي شكل أقصر من موجات الراديو أقرب إلى الأشعة تحت الحمراء. كان يأمل معهم في متابعة ملاحظات الأقمار والمذنبات والكواكب في نظامنا الشمسي من المرصد في الضفة الخضراء.

5 أقدام

رتب دريك لنصب تلسكوب يبلغ ارتفاعه 5 أقدام على مبنى التحكم الصغير القديم الذي يبلغ طوله 12 قدمًا ورقم 8217. يمكن التحكم في توجيهها عن بعد من هذا المبنى أو عن طريق دائرة تلفزيونية مغلقة من Jansky Lab الأكثر تحكمًا في المناخ.

باستخدام التلسكوب الذي يبلغ ارتفاعه 5 أقدام ، درس دريك الغلاف الجوي المتغير للشمس ، ودرجات الحرارة على القمر ، وغيوم المشتري والزهرة. وجد درجات حرارة محيرة على كوكب الزهرة والتي سيتم تفسيرها لاحقًا على أنها تأثير الاحتباس الحراري الجامح ، وكذلك تقلبات شدة لكوكب المشتري التي اقترحها دريك كدليل على أحزمة من نوع Van Allen. سيتم إثبات صحة كل من نظريته. أخبر هذا التلسكوب الصغير أيضًا علماء الفلك أن ماريا المظلمة على القمر أبرد من المرتفعات.

12 قدم و 3 أقدام

كان التلسكوب الذي يبلغ طوله 12 قدمًا في جرين بانك عبارة عن تلسكوب مطلي بالذهب للكشف عن موجة ملليمتر في جرين بانك.

التلسكوب القديم الذي يبلغ طوله 12 قدمًا ، والذي كان يستخدم في الأصل تلسكوبًا لاختبار المستقبل لتلسكوب Tatel ، أعيد استخدامه ليكون تلسكوبًا بموجة مليمترية. الموجات المليمترية هي موجات راديو عالية التردد وتتطلب سطح طبق شبه معكوس لتعكس الموجات الأصغر بدقة في المستقبلات. كان السطح الذي يبلغ ارتفاعه 12 قدمًا مطليًا بالذهب لتحسين نعومته. تم إخراج الطبق من مبنى التحكم الخاص به ونُصب على رادار فائض معدل خلف مختبر Janksy Lab. تم بناء تلسكوب مطلي بالذهب بطول 3 أقدام لتصميم واختبار أجهزة استقبال جديدة له.

أقنعت الملاحظات الناجحة مع هذه التلسكوبات الصغيرة ذات الموجات المليمترية المجمعة مؤسسة العلوم الوطنية بتخصيص ميزانية لبناء تلسكوب ذو موجة 36 مليمتر على ارتفاع 6000 قدم ، الموقع الجاف في كيت بيك ، أريزونا. يعد جفاف سماء أريزونا & # 8217s أمرًا بالغ الأهمية لملاحظات الموجات المليمترية ، لأن بخار الماء هو إشارة ثابتة للموجة المليمترية.

36 قدم

بدأ التلسكوب الذي يبلغ طوله 36 قدمًا عمليات المراقبة في عام 1968 ، وكان التلسكوب مسؤولاً عن الدراسة المنهجية لعلم الفلك الجزيئي ذي الطول الموجي المليمتر ، والمعروف أيضًا باسم الكيمياء الفلكية. خلال فترة النمو الهائل في هذا المجال الجديد من الأبحاث الفلكية ، تم اكتشاف عشرات الجزيئات لأول مرة في الفضاء بمقدار 36 قدمًا ، بما في ذلك أول أكسيد الكربون وأول أكسيد السيليكون وكحول الإيثيل.

الجزيئات مثل تلك التي تم العثور عليها والتي لوحظت بواسطة 36 قدمًا هي الأكثر شيوعًا في المناطق المكتظة بكثافة من الفضاء بالقرب من مركز مجرتنا وخارجها في أذرعها الحلزونية حيث تنهار الغيوم إلى نجوم جديدة. كان طول 36 قدمًا مفيدًا في تتبع أشكال الذراعين وبالتالي بنية مجرتنا.

كان طول 36 قدمًا ، الذي أعيد تخصيصه لاحقًا ليصبح 12 مترًا ، هو الأداة الأولى في العالم لصيد الجزيئات.

في عام 1984 ، تم استبدال التلسكوب & # 8217s العاكس لهيكل دعم السطح والسطح وأعيد تعميد 36 قدمًا على ارتفاع 12 مترًا. بعد ذلك ، تطور البرنامج العلمي من برنامج تهيمن عليه الكيمياء الفلكية إلى برنامج أضاف مزيجًا أوسع من الملاحظات. باستخدام أجهزة الاستقبال التي تمتد من 68 جيجاهرتز إلى 300 جيجاهرتز ، درس علماء الفلك السحب الجزيئية وتشكل النجوم المجرية والنجوم المسنة والمجرات الخارجية.

استخدم أكثر من 150 عالمًا دوليًا التلسكوب الذي يبلغ طوله 12 مترًا كل عام. لقد أتاح لهم المرونة والفرصة للاستجابة بسرعة للتطورات العلمية الجديدة. لعقود من الزمان ، كان المرفق العلمي الوطني الوحيد لعلم فلك الموجات المليمترية.

في عام 2000 ، أنهت NRAO عملياتها في 12 مترًا ، واستحوذ مرصد راديو أريزونا التابع لجامعة أريزونا على الملكية. قاموا بتشغيله حتى ديسمبر 2012 عندما تم تفكيكه لإفساح المجال لواحد من هوائيات ALMA النموذجية التي يبلغ ارتفاعها 12 مترًا.

احصائيات تلسكوب 12 متر

  • العاكس: قطرها 12 مترًا مكافئًا محاطًا بمركب نجمي
  • ارتفاع: 1914 مترا (6280 قدما)
  • دقة التأشير: 5 ثانية قوسية
  • ريسيفرات: من 68-180 جيجا هرتز

تلسكوبات بطول 25 و 65 متراً

في سبعينيات القرن الماضي ، اقترح علماء الفلك ومبتكر التلسكوبات في NRAO سيباستيان فون هورنر وجون فيندلاي تصميمات لتلسكوبين تجميع الموجات المليمترية واسعة النطاق. لم تحصل هذه المشاريع على تمويل ، لكن الأفكار استمرت وستُستخدم لاحقًا لتصميم أطباق ALMA التي يبلغ ارتفاعها 12 مترًا وتلسكوب كورنيل كالتك أتاكاما (CCAT) الذي يبلغ ارتفاعه 25 مترًا.

صفيف المليمتر

اقترح فرانك دريك في الأيام الأولى من تجاربه على الموجات المليمترية أن مجموعة من هذه التلسكوبات ستكون استثمارًا مهمًا لمجتمع البحث. النجاحات مع الزخم المتزايد بمقدار 12 مترًا لمثل هذا المشروع الواسع النطاق ، ومع ذلك ، فقد تم إنفاق ميزانيتنا في بناء المصفوفة الكبيرة جدًا في نيو مكسيكو ، والتي أكملناها في عام 1979.

في عام 1983 ، اقترحت لجنة برئاسة آلان باريت (كان أعضاء اللجنة الآخرون تشارلز جيه لادا ، وباتريك بالمر ، ولويس إي سنايدر ، وويليام جيه ويلش) أولويات لمستقبل علم الفلك المليمترى وما دون المليمتر بناء على طلب من National Science المؤسسة. من هذا نمت الأفكار المحددة لمثل هذا المصفوفة الموصوفة في مفهوم تصميم صفيف المليمتر.

تم رسمه في عام 1989 ، وكان هذا هو التصميم المقترح لمصفوفة المليمتر.

في عام 1985 ومرة ​​أخرى في عام 1989 ، عقدت ورش عمل لصفيف المليمترات العلمية لمناقشة الأهداف العلمية وتصميم المصفوفات لمصفوفة المليمتر (MMA).

في سبتمبر من عام 1990 ، قدمت Associated Universities ، Incorporated ، اقتراحنا لـ MMA إلى National Science Foundation (NSF). في مايو من عام 1991 ، أوصت الأكاديمية الوطنية للعلوم مراجعة العقد لعلم الفلك MMA كواحدة من مبادرتين رئيسيتين في علم الفلك الأرضي لعقد التسعينيات. تمت المصادقة عليه في أكتوبر 1991 ، وفي سبتمبر 1992 قدمنا ​​خطة التصميم الكاملة.

في 18 نوفمبر 1994 ، وافق المجلس الوطني للعلوم التابع لمؤسسة العلوم الوطنية على خطة MMA الخاصة بنا. بحلول خريف عام 1997 ، وافق الكونجرس على التمويل الذي بدأ في 1 يونيو 1998.

خلال التسعينيات ، كانت اليابان وأوروبا تفكران أيضًا في المصفوفات المليمترية ، ونشأت شراكة مشتركة من رغبة دولية لبناء مشروع ضخم واحد لا تستطيع دولة بمفرده تحمله. بعد اختيار موقع صحراء أتاكاما في شمال تشيلي ، أصبح المشروع معروفًا باسم مصفوفة أتاكاما الكبيرة المليمترية / الفرعية (ALMA).


ما هو الطول الموجي الأكثر هدوءًا بالنسبة للتلسكوب الراديوي الأرضي؟ - الفلك

قبل أي مجال آخر من مجالات الطول الموجي ، أصبح علم الفلك الراديوي decameter مهمة صعبة بسبب التداخل من صنع الإنسان بسبب الاحتياجات المتزايدة في الاتصالات السلكية واللاسلكية. ومع ذلك ، تتطلب معظم دراسات الفيزياء الفلكية في نطاق التردد هذا - خاصةً تلك المتعلقة بالإشعاعات غير الحرارية من الأجسام الممغنطة - هوائيات متعددة الاستقطاب عالية الكسب واستخدام تقنيات التحليل الطيفي عالية الحساسية والمدى الديناميكي. يتم حاليًا تطوير جيل جديد من محللات الطيف العريض ، الملائمة تمامًا للتغلب على هذه القيود ، في مرصد Meudon بالتعاون مع معهد أبحاث الفضاء (Graz ، النمسا). وهي تستند إلى استخدام الدوائر الرقمية القابلة للبرمجة والمتوفرة حديثًا لمعالجة الإشارات ، والمرتبة في بنية متوازية مخصصة ، والتي يمكنها حساب طيف الطاقة لإشارة الإدخال مباشرة. كمثال ، نصف هنا محلل متخصص في الوقت الحقيقي لدراسة انبعاثات ديكامتر المستقطبة من كوكب المشتري والشمس. باستخدام هذا الجهاز ، يمكن إجراء التحليل الطيفي الكامل (أربعة معلمات ستوكس) لعرض نطاق ترددي 10 ميجاهرتز بمقياس زمني بالمللي ثانية ، وأكثر من 1024 قناة وضمن نطاق ديناميكي 70 ديسيبل. تم تقييم القدرات غير المسبوقة لهذا المحلل خلال معارضة Jovian الأخيرة ، باستخدام Decameter Array في نانكاي ، فرنسا. يتم تقديم بعض الأمثلة ، مع التركيز على النتائج المتعلقة بأقصر الهياكل الدقيقة ، والتي هي خصائص إشعاعات السيكلوترون من الكواكب. تتم مناقشة وجهات النظر الخاصة بالتمديد إلى أطوال موجية أقصر (أي ديسيمتر أو سنتيمتر واحد) ولتعزيز القدرات من خلال تنفيذ برامج مخصصة. إن الإمكانية المعروضة لمعالجة إشارة التلسكوب في الوقت الفعلي - من أجل ، على سبيل المثال ، لإدارة مشكلة التداخل اللاسلكي من صنع الإنسان - تبدو بالفعل كمفتاح للحفاظ على حساسية مقبولة في أي نظام تلسكوب لاسلكي كبير في المستقبل يعمل على أرض.


مقالات ذات صلة

قال مدير مشروع ALMA في أمريكا الشمالية في المرصد الوطني لعلم الفلك الراديوي في شارلوتسفيل ، فيرجينيا ، مارك ماكينون: لقد ذهبنا إلى أحد أكثر المواقع تطرفًا على الأرض لبناء أكبر مجموعة في العالم من التلسكوبات المليمترية / دون المليمترية ، ولدينا مستوى من التطور التقني الذي كان مجرد حلم قبل عقد من الزمان فقط.

الموقع الصحراوي: يقع تلسكوب ALMA الراديوي في هضبة Chajnantor ، في صحراء أتاكاما في تشيلي ، على بعد حوالي 1500 كيلومتر شمال سانتياغو

هوائيات ALMA: سيتم استخدام كل هوائي من هوائياته البالغ عددها 66 لاكتشاف الأجسام شديدة البرودة ، مثل سحب الغاز التي تشكلها النجوم والكواكب

مشروع مشترك: ALMA هو مشروع شراكة دولية لأوروبا وأمريكا الشمالية وشرق آسيا ، بالتعاون مع شيلي

تُظهر اللقطة المذهلة لمجرات Antennae (المعروفة أيضًا باسم NGC 4038 و 4039) زوجًا من المجرات المتفاعلة في كوكبة Corvus.

تبعد المجرات حوالي 70 مليون سنة ضوئية وتم التقاطها بواسطة ALMA باستخدام نطاقي أطوال موجية مختلفة.

يقع التلسكوب اللاسلكي 40 قدمًا على هضبة شاجناتور في صحراء أتاكاما ، على بعد حوالي 1500 كيلومتر شمال سانتياغو ، على ارتفاع 16500 قدم.

قالت نائبة عالم مشروع ALMA أثناء الإنشاء ، أليسون بيك ، لموقع العلوم: "باستخدام موجات المليمتر وما دون المليمتر ، يمكننا مشاهدة تكوين الكواكب ، والتحقيق في الكيمياء الفلكية ، واكتشاف الضوء الذي يصل إلينا أخيرًا من المجرات الأولى في الكون".

ALMA هو مشروع شراكة دولية لأوروبا وأمريكا الشمالية وشرق آسيا ، بالتعاون مع تشيلي ، وهو حاليًا أكبر مشروع فلكي في العالم.


علم الفلك الراديوي الشمسي: من السهل نسبيًا مراقبة الشمس عند الترددات الراديوية.

يبلغ عمر علم علم الفلك الراديوي الشمسي ما يقرب من 70 عامًا ، ومثل العديد من الأشياء ذات الأهمية العلمية ، تم اكتشافه عن طريق الصدفة تمامًا.

خلال الحرب العالمية الثانية ، اعتمد البريطانيون بشكل كبير على الرادار لمراقبة نشاط العدو. مما أثار استياءهم كثيرًا ، في 12 فبراير 1942 ، تمكنت سفينتان حربيتان ألمانيتان ، وهما Scharnhorst و Gneisenau ، من التسلل عبر القناة الإنجليزية دون أن يلاحظها أحد لأن رادار المراقبة أصبح عديم الفائدة بسبب ضوضاء ثابتة عالية قادمة من اتجاه الساحل الفرنسي. علم مكتب الحرب البريطاني أن الألمان كانوا يطورون أنظمة تشويش على الرادار وطلب من مجموعة أبحاث العمليات العسكرية ، التي تضم الفيزيائي المدني الشاب ستانلي هي ، تحليل المشكلة واقتراح تدابير مضادة. أنشأ هاي محطة مراقبة على المنحدرات في دوفر ، والتي نقلت تقارير التشويش إلى مجموعة البحث.

في يومي 27 و 28 فبراير / شباط ، أغرقته التقارير التي تفيد بأن الرادار المضاد للطائرات أثناء النهار أصبح عديم الفائدة بسبب ضوضاء ساكنة عالية بشكل غير عادي قادمة من الشرق ، مما أثار مخاوف في مكتب الحرب من أن الألمان كانوا يخططون لغارة جوية كبيرة. وإدراكًا منه أن اتجاهات الحد الأقصى للتداخل تتبع الشمس ، دعا هاي مرصد غرينتش الملكي وعلم أن بقعة شمسية نشطة بشكل استثنائي كانت في طريقها عبر القرص الشمسي. على الرغم من شكوك زملائه ، فقد اعتقد بشكل صحيح أن التشويش على الرادار لم يكن من صنع الإنسان بل منبثق من الشمس.

اكتشف هاي بالصدفة انبعاثات الراديو الشمسية أثناء التحقيق في مصدر ثابت للرادار ، مثلما اكتشف كارل جانسكي قبل عقد من الزمان انبعاثات راديو من مجرتنا أثناء دراسة مصدر الغلاف الجوي الثابت في الاتصالات من السفينة إلى الشاطئ وعبر المحيط الأطلسي.

لحسن الحظ ، لم يعد الأمر يتطلب إعلان حرب لدراسة الانبعاثات الراديوية من الشمس. يتيح توافر المعدات الرخيصة نسبيًا ولكن عالية الجودة للهواة تجميع التلسكوبات الراديوية الخاصة بهم لمراقبة الشمس عند أطوال موجات السنتيمتر والديسيمتر والمتر. وبفضل الإنترنت ، يمكنهم مقارنة نتائجهم بالبيانات في الوقت الفعلي التي تم الحصول عليها من المحطات الأرضية والأقمار الصناعية التي تراقب باستمرار الشمس بحثًا عن التوهجات ، والانبعاثات الكتلية الإكليلية (CME) ، ومجموعة واسعة من الانبعاثات الكهرومغناطيسية.

لفترة طويلة بشكل غير متوقع ، كانت الشمس تحوم بالقرب من الحد الأدنى لمستوى النشاط ، مع قرصها الخالي تقريبًا من البقع الشمسية والفتحات. ولكن في 19 كانون الثاني (يناير) 2010 ، أنتجت الشمس الهادئة توهجًا شمسيًا من الفئة M ، وهو أقوى ما لوحظ منذ ما يقرب من عامين. وخلال النصف الثاني من عام 2010 ، أنتج نجمنا أكثر من 16 شعلة من الفئة M و 391 شعلة من الفئة C. إلى حد كبير لإثارة علماء الفلك الراديوي ، ترافق هذه الزيادة في نشاط التوهج بانبعاث ما يصل إلى 137 نبضة راديوية في الأسبوع.

بدأت الدورة الشمسية 24 أخيرًا ، مع توقع حدوث أقصى قدر من الطاقة الشمسية في صيف 2013. نظرًا لأن العديد من الانفجارات الراديوية الأكثر كثافة تحدث على الجانب التصاعدي من الدورة الشمسية ، فإن التلسكوبات تدق بالفعل. الآن هو الوقت المناسب لتجهيز الألعاب النارية والاستعداد لها.

تتكون الانبعاثات الراديوية من الشمس عند الحد الأدنى من الطاقة الشمسية من مكونين - انبعاث خلفي ثابت يظل عند مستوى ثابت لفترات من الأشهر أو السنوات ، ومكون متغير ببطء (يسمى المكون S) يتغير من يوم لآخر و تبلغ مدته حوالي 27 يومًا. يتم إنشاء انبعاثات الخلفية في الغلاف الجوي للشمس بواسطة إلكترونات نشطة حرارياً تزداد سرعاتها عندما تواجه أيونات موجبة الشحنة. يشار إلى هذه العملية على أنها انتقال حر ، أو أشعة حرارية. يتم إنشاء المكون S فوق المناطق النشطة في الكروموسفير للشمس (وأبرزها اللوح والبقع الشمسية) عن طريق انبعاث bremsstrahlung ، وعن طريق الإشعاع الجيرومغناطيسي - وهي عملية تطلق فيها الإلكترونات المنشطة فوتونات أثناء دورانها حول مجالات مغناطيسية قوية. كان من شبه المؤكد أن الزيادة في الانبعاثات الراديوية فوق العديد من البقع الشمسية الكبيرة هي التي تسببت في حدوث ضوضاء ثابتة عالية سمعها هاي في عام 1942 ، مما دفع إلى اكتشاف راديو الشمس الخاص بنا.

التوهجات الشمسية و CME هي أكثر الظواهر عنفا في النظام الشمسي. يمكن أن يؤدي التوهج الكبير إلى تسريع 30 تريليون إلكترون في الثانية إلى سرعات نسبية لفترات تصل إلى عشرات الثواني. ويمكن أن تقذف CME ما يصل إلى 10 تريليون كيلوجرام من المواد في الغلاف الشمسي بسرعات تتراوح من 100 إلى 3000 كيلومتر في الثانية. تنتج هذه الأحداث موجات راديو تغطي نطاقًا تردديًا يزيد عن سبع درجات من حيث الحجم ، من بضع عشرات من كيلوهرتز إلى بضع عشرات أو مئات الجيجاهيرتز. لحسن الحظ بالنسبة لعلم الفلك الراديوي ، يوجد اثنان من الترددات الطبيعية للغلاف الجوي الشمسي - تردد بلازما الإلكترون وتردد الإلكترون - في النطاق الراديوي.

في غضون ثوانٍ من طور الهيدروجين ألفا المتفجر في التوهج الشمسي ، تنطلق تيارات من الإلكترونات في الإكليل بنسبة تصل إلى 80٪ من سرعة الضوء. يتفاعل هذا التيار المنشط مع الإلكترونات والأيونات (البلازما) في الإكليل ، مما يضخم موجات البلازما التي تتحول بعد ذلك جزئيًا إلى موجات كهرومغناطيسية ذات عرض نطاق ضيق مسموعة على مستقبلات الراديو. هذه الانبعاثات الراديوية ، التي يشار إليها باسم انفجارات النوع الثالث ، "تنجرف" إلى ترددات أقل عند حوالي 20 ميجاهرتز في الثانية مع ارتفاع تيار الإلكترون في الغلاف الجوي الشمسي المخلخل تدريجياً.

في التوهجات القوية للغاية ، يمكن لواجهات الصدمات المرتبطة بـ CME أن تجبر الأيونات والمجالات المغناطيسية العلوية على التأرجح في موجات السفر (موجات مغناطيسية هيدروديناميكية أو موجات ألفين) التي تصل إلى سرعات تفوق سرعة الصوت وتطلق انبعاثات راديو مماثلة ولكنها أبطأ وطويلة الأمد من موجات البلازما الإكليلية ( رشقات نارية من النوع الثاني).

في التوهجات القوية ، يمكن أن تحدث الانبعاثات الراديوية "المتصلة" ذات النطاق الترددي العريض عندما تصبح الإلكترونات النسبية محاصرة داخل سحب البلازما المقذوفة التي يوجد فيها مغناطيسية شديدة. تدور الإلكترونات حول خطوط المجال المغناطيسي ، وتنبعث منها موجات راديو على كل من الترددات الجيروفريكونية للإلكترون وعلى العديد من تردداتها التوافقية. هذه الانبعاثات ، التي تسمى رشقات نارية من النوع الرابع ، مسموعة على مستقبلات الراديو التي تم ضبطها على أطوال موجات مليمتر ، وسنتيمتر ، وديسيمتر ، ومتر. يولد المحاصرة المغناطيسية المماثلة للإلكترونات الأقل نشاطًا فوق البقع الشمسية الكبيرة نوعًا من عواصف الضوضاء التي لاحظها Hey (العواصف من النوع الأول). يتم سماعها بشكل أفضل على الأطوال الموجية للمتر والعزم.

في حين أن القوى التي تولد الانبعاثات الراديوية من الشمس الهادئة حرارية إلى حد كبير ، فهي في الشمس النشطة حرارية وجيرومغناطيسية وديناميكية مغناطيسية هيدروديناميكية.

الموقع والموقع والموقع

جميع علماء الفلك البصري على دراية بالعواقب المحبطة للتلوث الضوئي. في علم الفلك الراديوي ، المشكلة المكافئة هي التلوث الضوضائي. إذا كنت محظوظًا للغاية ، فأنت تعيش (أو يمكنك الوصول إلى) منطقة راديو هادئة مع رؤية بانورامية للأفق دون عوائق من قبل الجبال الواقية ، ولكن البعيدة. معظمنا ليس محظوظًا جدًا. لحسن الحظ ، تم تخصيص ترددات لعلم الفلك الراديوي محمية من التداخل الضار بموجب القانون الدولي. عند بناء أو شراء جهاز استقبال راديو لعلم الفلك ، من المهم اختيار واحد يمكنه الاستماع إلى واحد أو أكثر من هذه الترددات. أيضًا ، إذا كنت ترغب في تصنيف رشقات الراديو بدقة ، فستحتاج إلى مراقبة عدة ترددات في وقت واحد.

عند تحديد تردد راديو ، فأنت في الواقع تختار موقعًا في جو الشمس للاستماع إليه. من المجالات ذات الأهمية الخاصة لوكالات الطقس الفضائي المنطقة الانتقالية - المصدر الرئيسي للانبعاثات الراديوية المكونة من S ، والمنطقة التي يتم فيها بدء التوهجات الشمسية و CME. من الأفضل مراقبة النشاط في هذه المنطقة باستخدام التلسكوبات التي تستمع بأطوال موجية سنتيمترية وديسيمتر.

تم تشبيه الكشف عن الانبعاثات الراديوية من الأجرام السماوية بتلقي تموجات ، على قمة الأمواج ، فوق بحر كامل من الضوضاء. يتمثل التحدي الذي تواجهه بصفتك عالم فلك لاسلكي في اختيار نظام قادر على تضخيم الإشارات الخافتة بشكل غير عادي (بما في ذلك تلك الصادرة عن الشمس) وفي الوقت نفسه تقليل الضوضاء غير المرغوب فيها المتولدة محليًا وفي الغلاف الجوي وفي التلسكوب الراديوي نفسه.

للهواة الذين يرغبون في الاستماع بأطوال موجية مترية ، صممت ناسا تلسكوبًا لمشروع Radio Jove. هذا برنامج توعية تعليمي يشجع الطلاب والجمهور على المشاركة في علم الفلك الراديوي الشمسي والكواكب. يوفر المشروع جهاز استقبال 20.1 ميجا هرتز (نطاق 15 مترًا) يمكن شراؤه مُجمَّعًا مسبقًا أو كمجموعة بتكلفة أقل من تكلفة مشغل DVD النموذجي. تتوفر أيضًا مجموعة الهوائي والبرامج الضرورية بأقل تكلفة. يعد التلسكوب اختيارًا معقولًا للمبتدئين ولديه ميزة إضافية تتمثل في القدرة على اكتشاف انبعاثات الراديو من كوكب المشتري أثناء الليل.

بالنسبة لعمليات الرصد الشمسي ، هناك حاجة إلى منطقة راديو هادئة بقياس 10 × 32 قدمًا (3 × 10 أمتار) لتجميع هوائي أحادي القطب. للاستقبال الشمسي الأكثر حساسية وللقدرة على الاستماع إلى كوكب المشتري ، يلزم وجود مساحة 30 × 40 قدمًا لتجميع هوائي ثنائي القطب. يُقدَّر وقت إنشاء جهاز استقبال الراديو ومجموعات الهوائي بحوالي 11 و 3 إلى 5 فولت 2 ساعة ، على التوالي. يمكن مراقبة النشاط الشمسي باستمرار عن طريق تغذية إخراج جهاز الاستقبال بجهاز الكمبيوتر الخاص بك باستخدام برنامج مجموعة الراديو.

تتمتع أجهزة الاستقبال التي تراقب الشمس عند ترددات الديسيمتر والسنتيمتر بميزة استخدام الأطباق المكافئة أو هوائيات Yagi. على عكس الهوائيات ذات الأسلاك الثابتة ، يمكن توجيهها في الارتفاع والسمت باستخدام برامج الدوارات والبرامج ويمكنها تتبع الشمس طوال اليوم. كما أن التداخل المحلي وضوضاء السماء أقل أيضًا في هذه النطاقات ، والعديد منها محمي من الإرسال العسكري والمدني بموجب القانون الأمريكي والقانون الدولي.

نظرًا لأن مضاعفة وتيرة المراقبة تزيد من الدقة بمعامل اثنين ، فإن الدقة عند هذه الترددات الأعلى تتحسن بشكل كبير على الأطوال الموجية المترية. يتيح استخدام التجميعات الجاهزة المطورة لسوق شامل (التلفزيون ولحم الخنزير والاتصالات عبر الأقمار الصناعية) للمراقبين تجميع التلسكوبات الراديوية القريبة جدًا من أحدث التقنيات وبأقل تكلفة.

تتوفر أيضًا التلسكوبات المصممة للاستماع عالي التردد في شكل مجموعة. طور مرصد Haystack التابع لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا تلسكوبًا لاسلكيًا صغيرًا (SRT) قادرًا على الرصد في نطاقات تردد السنتيمتر والمليمتر. تشتمل المجموعة على طبق مكافئ يبلغ طوله 2.1 أو 3 أمتار ، وحامل ألتازيموث قابل للتوجيه بالكامل ، وجهاز استقبال رقمي ، وجهاز تحكم ، وبرنامج للتحكم في الكمبيوتر. تكلفة التلسكوب ، الذي تم تصميمه لتعريف الطلاب وعلماء الفلك الهواة بمجال علم الفلك الراديوي ، تقارن بشكل إيجابي مع تكلفة عاكس 14 بوصة. بالإضافة إلى انبعاثات النطاق العريض ، يمكن لـ SRT مراقبة الانبعاثات الطيفية للهيدروجين الجزيئي ، مما يجعلها رفيقًا مثاليًا للتلسكوبات الشمسية الضوئية.

بغض النظر عن التردد المختار ، من المهم أن ندرك أن جميع الملاحظات يجب أن تتم في AM ، ويفضل أن يكون ذلك مع هزيمة التحكم التلقائي في الكسب (AGC) للمستقبل. تتمثل الوظيفة العادية لـ AGC في منع الحمل الزائد للحجم - وهي ميزة غير مرغوب فيها في التلسكوبات الراديوية التي تستخدم حجم المستقبل كمقياس لشدة الإشعاع.

جمعية علماء الفلك الراديويين (SARA) هي جمعية دولية من المتحمسين المتفانين الذين يعلمون ويتعلمون ويتاجرون بالمعلومات التقنية ويقومون برصداتهم الخاصة للسماء الراديوية. تتكون المجموعة من علماء الفلك البصري ومشغلي راديو هام ومهندسين ومعلمين وأشخاص غير تقنيين. العديد من أعضاء SARA جدد في هذا المجال ، وتمتد العضوية إلى جميع المهتمين بعلم الفلك الراديوي. يوفر المجتمع فرصة للأعضاء لنشر نتائجهم في مجلاتهم على الإنترنت أو تقديمها في الاجتماع السنوي للجمعية.

هذه ليست سوى عدد قليل من الموارد المتاحة للهواة ، الذين ، مثل ستانلي هاي ، قد يكتشفون يومًا ما شيئًا جديدًا حول شمسنا التي يبلغ عمرها 4.5 مليار عام. مواقع مفيدة

الترددات المخصصة لعلم الفلك الراديوي http://www.vla.nrao.edu/astro/rfi/alloc/

أساسيات الراديو وتصميمه وموارد معداته http://www.arrl.org/catalog/

بيانات الطقس الفضائي http://www.swpc.noaa.gov/Data/

بيانات وصور الطاقة الشمسية http://www.lmsal.com/solarsoft/ latest_events /

مرصد ديناميات الطاقة الشمسية http://sdo.gsfc.nasa.gov/data/

أجهزة الطيف في الوقت الحقيقي http://www.ips.gov.au/Solar

مشروع راديو جوف http://radiojove.gsfc.nasa.gov/

مجموعة التلسكوبات الراديوية الصغيرة لمرصد Haystack http://www.cassicorp.com/

تطور توهج H [ألفا]

جي كيلي سميث أستاذ فخري في الطب بكلية جيمس إتش. كويلن للطب بجامعة شرق ولاية تينيسي. ديفيد ل. سميث هو عالم طبيعي متمرس وجامع نيزك متحمس. وليام ل. جوينر أستاذ ورئيس قسم علم وظائف الأعضاء في كلية جيمس إتش. كويلين للطب.


الحياة في المنطقة الهادئة: ويست فيرجينيا تاون تتجنب الإلكترونيات للعلوم

تتخلى جيران التلسكوب الراديوي العملاق عن الأدوات اللاسلكية حتى يتمكن علماء الفلك من سماع موسيقى الكرات.

جرين بنك ، فيرجينيا الغربية - وابل من الضوضاء والمشتتات التي لا مفر منها في معظم المجتمعات الأمريكية غائبة بشكل منعش في هذه القرية الصغيرة المتواضعة ، الواقعة في التلال المشجرة في مقاطعة بوكاهونتاس ، على بعد أربع ساعات غرب واشنطن العاصمة. غرد أو جلجل ، والأطفال المحليون لا يلتصقون بالشاشات المتوهجة لأجهزتهم المحمولة. يتدحرج السكان الأكبر سنًا من نوافذ سياراتهم لتحية بعضهم البعض وترك أبوابهم الأمامية مفتوحة.

لكن جرين بانك ، الذي يبلغ عدد سكانه 143 نسمة ، ليس بمياه راكدة تكنولوجية على العكس من ذلك ، فهي موطن فخور لإحدى روائع عصر الفضاء: تلسكوب روبرت سي بيرد جرين بانك ، أو GBT باختصار. يرتفع حوالي 500 قدم فوق الوادي الأخضر الواسع ، مع طبق كبير بما يكفي لاحتضان ملعب كرة القدم ، يعتبر GBT أكبر تلسكوب لاسلكي في العالم يمكن توجيهه بالكامل - وواحد من أكبر الأشياء المتحركة في أي مكان على الأرض. يشير إليه السكان المحليون مازحا على أنه الشيء الكبير العظيم.

تمكن GBT والتلسكوبات الراديوية الأخرى علماء الفلك من اكتشاف ودراسة الأجسام في الفضاء التي تصدر القليل من الضوء المرئي ولكنها تنبعث منها موجات راديو طبيعية - مثل النجوم النابضة وسحب الغاز والمجرات البعيدة.

نظرًا لحجمها الكبير وتصميمها المتطور ، فإن GBT حساس بشكل رائع حتى لأضعف نبضات الراديو القادمة من الفضاء. للسبب نفسه ، فهو أيضًا شديد التأثر بالتداخل الإلكتروني. يمكن لأي جهاز يولد إشعاعًا كهرومغناطيسيًا - هاتف خلوي أو تلفزيون أو موجه إنترنت لاسلكي - تحريف بياناته. وبالتالي ، يجب على الأشخاص الذين يعيشون في هذه الأجزاء ، بموجب القانون ، التخلي عن بعض الأدوات التي يعتبرها معظمنا أمرًا مفروغًا منه.

بدأت هذه القيود في الخمسينيات من القرن الماضي ، عندما أنشأت لجنة الاتصالات الفيدرالية منطقة الراديو الوطنية الهادئة ، وهي منطقة مساحتها 13000 ميل مربع من الريف ذي الكثافة السكانية المنخفضة والذي يمتد على حدود فيرجينيا الغربية وفيرجينيا وماريلاند. يتم تنظيم استخدام الموجات الهوائية داخل المنطقة بشكل صارم للتأكد من أن التلسكوبات عالية التقنية في Green Bank و Sugar Grove القريبة يمكن أن تعمل بأقل قدر من الإزعاج.

قد يفترض زوار هذه المجتمعات الجبلية أن السكان المحليين مستاؤون من تعديلات نمط الحياة التي يتعين عليهم إجراؤها من أجل البحث العلمي. لكن نادرًا ما يتم التعبير عن الشكاوى ، بل إن المنطقة تجذب الأشخاص الذين لديهم حساسية مفرطة للطاقة الكهرومغناطيسية.

يقول مايكل هولستين ، مدير الأعمال في المرصد الوطني لعلم الفلك الراديوي ، الذي يدير GBT: "إذا كنت تعمل في Green Bank ، فهذا لأنك تريد هذا النوع من الحياة".

يسارع هولستين إلى الاعتراف بالجوانب الساخرة للعمل في المنشأة: فالعلماء الذين يستخدمون بعضًا من أكثر الأدوات تقدمًا في العالم لا يمكنهم استخدام فرن الميكروويف لتسخين غدائهم. ثم كان هناك وقت حير علماء الفلك بسبب تشويه غامض لبياناتهم. لقد ضحكوا عندما اكتشفوا أن موجات الطاقة الضالة كانت قادمة من مراوح تعمل بالبطاريات تم بيعها في محل بيع الهدايا بالمنشأة.

أكبر تلسكوب في العالم و # x27s قابل للتوجيه بالكامل

قام علماء الفلك لأول مرة بإمالة الأذن العملاقة لـ GBT نحو النجوم في عام 2000 ، والهمسات الكونية التي يسمعونها منذ ذلك الحين أسفرت عن رؤى ثاقبة لطبيعة الكون.

في سبتمبر الماضي ، ساهمت GBT في اكتشاف مذهل: تقع مجرتنا درب التبانة في مجموعة مجرات عملاقة يبلغ قطرها 500 مليون سنة ضوئية ، وكتلة 100 مليون مليار شمس.

هناك مشروع آخر قيد التنفيذ حاليًا يستخدم GBT للبحث في السماء عن الغاز البدائي الذي تشكل مع برودة الكون. تقول مديرة الموقع كارين أونيل ، التي تحتفظ بتمثال فضائي أخضر على مكتبها ، إن خرائط الغاز ، التي تُستخدم جنبًا إلى جنب مع نماذج الكمبيوتر ، يمكن أن تساعد في "تحديد مكان صحة نظريات تكوين الكون وتطوره وأين يمكن ذلك بحاجة إلى مراجعة ".

اكتشف GBT أيضًا مؤخرًا سحابة هيدروجين تتجه نحو مجرة ​​درب التبانة بسرعة 150 ميلًا في الثانية ، ومن المتوقع أن تصطدم بمجرتنا في حوالي 30 مليون سنة.

قبل عامين ، ألقى نوع مختلف من السحابة بظلاله على مستقبل البنك الأخضر. كانت المؤسسة الوطنية للعلوم (NSF) هي المصدر الوحيد لتمويل التلسكوب العملاق منذ أن تم طلب أجزائه الفولاذية. في عام 2012 ، طلبت مؤسسة العلوم الوطنية ، التي واجهت ميزانيات أكثر صرامة وتغيرًا في الأولويات ، من لجنة مستقلة من علماء الفلك دراسة منشآتها وتقديم أفكار لتقليص التكاليف.

أوصت اللجنة بإغلاق GBT وتسعة تلسكوبات أخرى على مدى سنوات لتحرير الأموال للمنح البحثية والمرافق المستقبلية ، مثل التلسكوب الجديد قيد الإنشاء في هاواي الذي سيستخدم لدراسة الشمس.

قال عالم الفلك في جامعة هارفارد دانيال آيزنشتاين ، الذي ترأس اللجنة: "هذه ليست المنشأة الوحيدة التي تتمتع بإطلالة فريدة على السماء".

أصيب هولستين وموظفوه بالدهشة من توصية اللجنة. يقول: "كانت هناك افتراضات غير صحيحة حول قدرات GBT" ، مضيفًا أن التجارب التي تستغرق ساعة مع GBT قد تستغرق مئات المرات مع التلسكوبات الأخرى.

كما ستظهر تداعيات على الأرض. المرصد هو واحد من أكبر أرباب العمل في المقاطعة ، حيث يجتذب العلماء والسياح من جميع أنحاء العالم ويولد ما يقرب من 29 مليون دولار من العائدات كل عام لفيرجينيا الغربية.

احتمال حدوث هذه الخسارة يثير قلق العديد من سكان جرين بانك ، بما في ذلك الشريف ديفيد جونيز. يتواصل ضباطه عن طريق الراديو على تردد لا يتعارض مع المرصد ، لكن لا يمكنهم استخدام أجهزة الكمبيوتر المحمولة في سياراتهم لإجراء فحوصات خلفية.

Still, Jonese prefers to operate the old-fashioned way. "What the Quiet Zone and observatory bring to this community . . . I'd much rather have that than what the communication brings."

To keep the GBT up and running, the NSF is looking for partners to share its $10 million annual operating costs. So far, West Virginia University has chipped in a million dollars. But at the moment it's impossible to see what lies over the horizon for the telescope and its home in Green Bank.


Turtle the Size of 2 Earths: Stunning Sunspot Revealed in New Radio Images

A shadowy turtle twice the size of Earth swims across the sun in new images from the ALMA radio telescope in Chile, viewing the sun for the first time and documenting the area right above its visible surface.

The sprawling ground-based telescope is more usually used to probe radio waves released by some of the universe's most distant galaxies. In this case, though, it picked up waves released by the sun's chromosphere, which is the area just above the surface you see in visible light. Images returned by detecting radio waves at 2.5 and 3 millimeters show conditions at two different chromosphere depths &mdash and the new views could lend more insight into the sun's physics.

"We're accustomed to seeing how our sun appears in visible light, but that can only tell us so much about the dynamic surface and energetic atmosphere of our nearest star," Tim Bastian, an astronomer at the National Radio Astronomy Observatory in Virginia, said in a statement. "To fully understand the sun, we need to study it across the entire electromagnetic spectrum, including the millimeter and submillimeter portion that ALMA can observe."

ALMA's antennas were specially designed to accommodate looking at the fierce light of the sun, according to a European Southern Observatory (ESO) statement, but this was the telescope's first foray into measuring the orb's radio emissions. It is the first observatory with ESO as a partner that can investigate the sun.

Sunspots develop on the sun's surface when its magnetic field lines warp and poke through the surface of the plasma, creating a cooler area. That magnetic activity can also lead to solar flares and coronal mass ejections that send the sun's material flying outward.


Pioneers of radio astronomy

In the mid-1950s, the United States was falling behind the rest of the world in radio astronomy because of difficulty finding funding. The cost and scale of building and maintaining a radio observatory capable of advancing the field was beyond the means of any individual institution. But the National Science Foundation (NSF) heeded the requests of the radio astronomy community. In 1957, the NSF dedicated a secluded triangle-shaped valley near the small town of Green Bank to become America's first National Radio Astronomy Observatory (NRAO) &mdash what is now the Green Bank Observatory.

Shortly after the Tatel telescope was completed in 1958, new discoveries started spilling out of the first national observatory. Frank Drake, an astronomer fresh from completing his doctorate at Harvard, discovered the powerful radiation belts surrounding Jupiter in 1959. Later that year, he began the first search for extraterrestrial intelligence (SETI) in history, called Project Ozma. Drake listened for artificial radio signals from two nearby sun-like stars, Tau Ceti and Epsilon Eridani.

"For all we knew at the time, almost every star had strong radio signals coming from it," Drake recalled in an interview with National Geographic. "We might look at only a few stars and succeed."

The search came up empty but inspired Drake to estimate the odds of finding intelligent life in our galaxy, and he created the now-famous Drake equation. Drake's groundbreaking work would be the first of many advancements in the search for life in the universe at Green Bank.

In 1965, the observatory completed construction of the 140-foot (43 m) telescope, which remains the largest equatorially mounted telescope in the world. Equatorial telescopes are aligned with Earth's axis of rotation and follow the path of stars across the sky.

"This instrument is truly part of the history of science," said Karen O'Neil, Green Bank site director, in a statement. "The 140-foot telescope set the stage for modern radio astronomy."

In 1969, astronomers using the telescope detected the first complex organic molecule in interstellar space: formaldehyde. The chemical's discovery showed that although life in the universe remains unseen, the ingredients for life are everywhere. According to NRAO, the telescope has detected nearly half of all known molecules that naturally radiate at centimeter wavelengths.


Synchronized observations by using the STEREO and the largest ground-based decametre radio telescope

We consider the approach to simultaneous (synchronous) solar observations of radio emission by using the STEREO-WAVES instruments (frequency range 0.125–16 MHz) and the largest ground-based low-frequency radio telescope. We illustrate it by the UTR-2 radio telescope implementation (10–30 MHz). The antenna system of the radio telescope is a T-shape-like array of broadband dipoles and is located near the village Grakovo in the Kharkiv region (Ukraine). The third observation point on the ground in addition to two space-based ones improves the space-mission performance capabilities for the determination of radio-emission source directivity. The observational results from the high sensitivity antenna UTR-2 are particularly useful for analysis of STEREO data in the condition of weak event appearances during solar activity minima. In order to improve the accuracy of flux density measurements, we also provide simultaneous observations with a large part of the UTR-2 radio telescope array and its single dipole close to the STEREO-WAVES antennas in sensitivity. This concept has been studied by comparing the STEREO data with ground-based records from 2007–2011 and shown to be effective. The capabilities will be useful in the implementation of new instruments (LOFAR, LWA, MWA, etc.) and during the future Solar Orbiter mission.

هذه معاينة لمحتوى الاشتراك ، والوصول عبر مؤسستك.


شاهد الفيديو: ماذا تعرف عن الموجات الأرضية والموجات السماوية (أغسطس 2022).