Astronomie

Radioastronomie: die Wellen des Weltraums

Radioastronomie: die Wellen des Weltraums

Im vorherigen Artikel erklären wir, wie es zur Radioastronomie kam. Darin werden wir sehen, was es ist und wie es funktioniert.

Die physikalischen Mechanismen, die der Funkemission von Himmelskörpern zugrunde liegen, unterscheiden sich von denen, die sie mit sichtbarem Licht erstrahlen lassen. Während fast alle elektromagnetischen Wellen im sichtbaren Spektrum einen thermischen Ursprung haben (das heißt, sie sind eine Folge der hohen Temperatur, bei der die Materie von Himmelsobjekten wie Sternen gefunden wird), sind elektromagnetische Wellen im Funkspektrum darauf zurückzuführen, insbesondere auf die Bewegung von mit Energie geladenen Elementarteilchen.

Einer der typischen Mechanismen der himmlischen Radiowellenemission ist beispielsweise die sogenannte Synchrotonstrahlung: die spiralförmige Bewegung von Elektronenstrahlen, die sich mit Lichtgeschwindigkeit durch stellare Magnetfelder oder bewegen Galaktisch

Nicht alle Himmelskörper, die starke Strahler sichtbarer Wellen sind, sind auch elektromagnetische Wellen. Zum Beispiel sind die Sonne und die Sterne, die wir mit bloßem Auge leicht sehen, sehr schwache Quellen elektromagnetischer Strahlung. Wenn unsere Augen für Radiowellen anstatt für sichtbares Licht empfindlich wären, würde der Himmel sein Aussehen verändern. Die Sonne würde eine schwache Quelle werden, der Mond und die Planeten wären fast unsichtbar, fast alle Sterne würden von der Szene verschwinden und der Himmel würde von einem intensiven Streifen dominiert, der Milchstraße (entsprechend der Äquatorialebene unserer Galaxie). Hier erzeugen Teilchenströme kosmische Strahlenkomponenten Synchrotonstrahlung.

Zusätzlich zu diesem übermäßigen Streifen, der das gesamte Himmelsgewölbe einnehmen würde, würden wir auch isolierte Quellen in unserer Galaxie sehen, die Supernovas, Pulsar und Nebulae entsprechen. Wir konnten sogar weit entfernte Objekte sehen, die sich jenseits unserer Galaxie befinden, wie externe Galaxien vom Typ Andromeda und auch den Quasar, dh die mysteriösen Kerne von Galaxien, die anscheinend in den Grenzen des Universums zu finden sind.

Die Radioastronomie hat das Wissen über das Universum auf allen Ebenen erheblich erweitert. Auf der Planetenskala sind zum Beispiel bestimmte Mechanismen der Wechselwirkung zwischen Partikeln lokaler Magnetfelder dank Funkbeobachtungen bekannt, wie im Fall von Jupiter, der genau aufgrund des starken Magnetfelds, das ihn umgibt, Synchrotronstrahlung aussendet.

Von der Sonne aus konnten einige Phänomene wie Flecken und Eruptionen untersucht werden, die das Hauptquartier von Radiosendungen bilden. Selbst jährliche Meteoritenschauer sind dank der Spuren der in der Atmosphäre brennenden Teilchen zu einem Gegenstand der radioastronomischen Forschung geworden. Sie ionisieren die Atome und können daher mit Funktechniken auch bei hellem Tageslicht eingefangen werden.

In größerem Maßstab wurde entdeckt, dass unsere Galaxie nicht nur aus einer Reihe von Sternen besteht, sondern auch große Mengen an kaltem Wasserstoff enthält, die für die Beobachtung mit optischen Instrumenten unsichtbar sind. Die Verteilung dieses Gases und die Tatsache, dass es unserer Galaxie die charakteristische spiralförmige Scheibenkonfiguration verleiht, sind das Ergebnis der Untersuchung des Zyklus mit Hilfe von Radiowellen. Der kalte Wasserstoff ist im Radiowellenbereich sichtbar, weil er eine charakteristische Emission in der Wellenlänge von 21 cm aufweist, die auf spontane Umkehrungen der Rotation seiner Elektronen infolge der Energieabsorption zurückzuführen ist.

Eine der Errungenschaften der Radioastronomie ist die Individualisierung zahlreicher Arten interstellarer Moleküle. Auf extragalaktischer Ebene hat die Radioastronomie wichtige Bestätigungen der kosmologischen Theorie des expandierenden Universums nach einem ersten Urknall vorgenommen, dank der Entdeckung ferner Radioquellen, die eine starke Rotverschiebung aufweisen, und dank der Entdeckung der Hintergrundstrahlung.

Radioquellen werden auch mit Kriterien katalogisiert, die denen von Sternkatalogen ähneln. Ursprünglich verwendeten sie, um die Quellen, die sich in derselben Konstellation befanden, mit einem Buchstaben von A zu kennzeichnen, wobei die Größenordnung beachtet wurde. Beispielsweise wurde die stärkste Radioquelle im Sternbild Stier, der berühmte Krebsnebel, Taurus A genannt. Die Anzahl der Radioquellen ist jedoch in den letzten Jahren so stark angestiegen, dass sich diese einfache Katalogisierung als unzureichend erwiesen hat.

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