Radioteleskop-Arrays Radioteleskop-Arrays

Das weltweit leistungsstärkste Radioteleskop in seiner Kombination aus Empfindlichkeit, Auflösung und Vielseitigkeit ist das Very Large Array (VLA) in den Ebenen von San Agustin in der Nähe von Socorro im Zentrum von New Mexico, USA Die VLA besteht aus 27 Parabolantennen mit einem Durchmesser von jeweils 25 Metern. Die Gesamtsammelfläche entspricht einer einzigen 130-Meter-Antenne. Die Winkelauflösung entspricht jedoch einer einzelnen Antenne mit einem Durchmesser von 36 km., Jedes Element der VLA kann von einem Transporter entlang einer Y-förmigen Eisenbahnstrecke bewegt werden; Es ist möglich, die Länge der Arme zwischen 600 Metern (2.000 Fuß) und 21 km (13 Meilen) zu ändern, um die Auflösung zu variieren. Jede Antenne ist mit Empfängern ausgestattet, die in acht verschiedenen Wellenlängenbändern von etwa 7 mm (0,3 Zoll) bis 4 Metern (13 Fuß) arbeiten. Bei Verwendung bei der kürzeren Wellenlänge in der größten Antennenkonfiguration ist die Winkelauflösung des VLA bei optischen Wellenlängen besser als ein Zehntel einer Bogensekunde oder etwa die gleiche wie beim Hubble-Weltraumteleskop., Die VLA wird vom US National Radio Astronomy Observatory als Einrichtung der National Science Foundation betrieben und wird jedes Jahr von fast 1.500 Astronomen für eine Vielzahl von Forschungsprogrammen eingesetzt, die sich mit der Erforschung des Sonnensystems, der Milchstraße, Radiosternen, Pulsaren, atomarem und molekularem Gas in der Milchstraße und in anderen Galaxien, Radiogalaxien, quasaren und dem Radio-Nachleuchten von Gammastrahlenausbrüchen befassen.,

In Europa betreibt die Niederländische Stiftung für astronomische Forschung das Westerbork Synthesis Radio Telescope, ein Ost-West-Array von 14 Antennen mit einem Durchmesser von jeweils 25 Metern und einer Reichweite von 2,7 km. In Australien unterhält die Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization das Australian Telescope Compact Array mit sechs Elementen in Narrabri, New South Wales, für Untersuchungen des südlichen Himmels, insbesondere der nahe gelegenen Magellanschen Wolken.,

Indische Radioastronomen bauten das riesige Metrewave Radio Telescope (GMRT) in der Nähe von Pune, Indien. Der GMRT enthält 30 Antennen mit einem Durchmesser von etwa 25 km. Jedes Antennenelement hat einen Durchmesser von 45 Metern und ist mit einem neuartigen, kostengünstigen System von Drahtbändern konstruiert, um die herkömmliche Stahlträger-Backup-Struktur der Paraboloberfläche zu ersetzen. Der GMRT arbeitet bei relativ langen Wellenlängen zwischen 20 cm (8 Zoll) und 6 Metern (20 Fuß).,

Das Multi-Element Radio Linked Interferometer Network (MERLIN), das von den Nuffield Radio Astronomy Laboratories in der Jodrell Bank betrieben wird, wurde um Glasfaser anstelle von Mikrowellenradio aufgerüstet, um sieben Antennen zu verbinden, die durch bis zu 217 km (135 Meilen) im südlichen Teil Englands getrennt sind. Es wird hauptsächlich verwendet, um kompakte Radioquellen zu untersuchen, die mit Quasaren, AGN und kosmischen Masern mit einer Auflösung von einigen Hundertstelsekunden verbunden sind.,

Das Very Long Baseline Array (VLBA) besteht aus zehn 25-Meter-Gerichten, die über die Vereinigten Staaten von den Jungferninseln bis nach Hawaii verteilt sind. Die VLBA arbeitet bei Wellenlängen von 3 mm (0.,1 Zoll) bis 1 Meter (3 Fuß) und wird verwendet, um Quasare, galaktische Kerne, kosmische Maser, Pulsare und Radiosterne mit einer Auflösung von 0,0001 Bogensekunden oder mehr als 100-mal besser als die des Hubble-Weltraumteleskops zu untersuchen. Die 10 einzelnen Antennenelemente des VLBA haben keine direkte Verbindung; Stattdessen werden Signale auf Computerlaufwerken mit hoher Dichte aufgezeichnet, die dann an ein spezielles Verarbeitungszentrum in New Mexico geliefert werden, wo sie wiedergegeben und die Signale zu Bildern analysiert werden., Das genaue Timing zwischen den Elementen wird durch eine Wasserstoff-Maser-Atomuhr aufrechterhalten, die sich an jeder Antennenstelle befindet. Das Kontroll-und Analysezentrum für die VLBA befindet sich im Zentrum von New Mexico zusammen mit dem VLA Operations Center, und die beiden Instrumente werden manchmal zusammen verwendet, um eine erhöhte Empfindlichkeit und Winkelauflösung zu erhalten.

1997 starteten japanische Radioastronomen, die am Institut für Weltraumwissenschaften in der Nähe von Tokio arbeiteten, eine 8-Meter-Schüssel (26 Fuß), bekannt als VLBI Space Observatory Program (VSOP), in der Erdumlaufbahn., In Zusammenarbeit mit der VLBA und anderen bodengestützten Radioteleskopen gab VSOP Interferometer-Basislinien bis zu 33.000 km (21.000 Meilen). (VSOP war auch als hochentwickeltes Labor für Kommunikation und Astronomie bekannt .) 2003 verlor die VSOP ihre Fähigkeit, genau zu zeigen, und das Programm endete.

Interferometer und Arrays werden auch bei Millimeterwellenlängen und Submillimeterwellenlängen verwendet, wo sie zur Untersuchung der Bildung von Sternen und Galaxien mit einer besseren Auflösung verwendet werden, als dies mit einfachen Antennen mit gefüllter Apertur möglich ist., Der Betrieb von Arrays mit Millimeterwellenlängen und Submillimeterwellenlängen ist sehr schwierig und erfordert, dass sich das Instrument an sehr hohen und trockenen Stellen befindet, um die Phasenverzerrungen von Signalen zu minimieren, während sie sich durch die Atmosphäre ausbreiten. Einige prominente Millimeter-Interferometer und Arrays sind das kombinierte Array für die Forschung in der Millimeterwellenastronomie (CARMA) in der Nähe von Big Pine, Kalifornien, der IRAM Plateau de Bure Anlage in Frankreich und dem japanischen Nobeyama Radio Observatory., Im Jahr 2003 hat das Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Zusammenarbeit mit der Academia Sinica of Taiwan das Submillimeter Array (SMA) in der Nähe des Gipfels von Mauna Kea, Hawaii, auf einer Höhe von 4.080 Metern (13.385 Fuß) fertiggestellt. Dies ist ein Acht-Elemente-Array von 6-Meter (20-Fuß) Schalen entwickelt, um bei Wellenlängen so kurz wie 0,3 mm (0,01 Zoll) zu arbeiten. Eine große neue internationale Einrichtung—die von den Vereinigten Staaten, Kanada, Europa und Japan in der Atacama—Wüste im Norden Chiles auf einer Höhe von mehr als 5.000 Metern verwaltet wird-wurde 2013 fertiggestellt., Das Atacama Large Millimeter Array (ALMA) besteht aus fünfzig 12-Meter-Schüsseln (39 Fuß), die bei Wellenlängen von nur 0,3 mm (0,01 Zoll) betrieben werden, sowie einem kompakteren Array von vier 12-Meter-Schüsseln (40 Fuß) und sechzehn 7-Meter-Schüsseln (23 Fuß).