कैसे रेडियो तरंगें ब्रह्मांड को समझने में हमारी मदद करती हैं

मनुष्य दृश्य प्रकाश का उपयोग करके ब्रह्मांड का अनुभव करता है जिसे हम अपनी आँखों से देख सकते हैं। फिर भी, ब्रह्मांड की तुलना में अधिक है कि हम दिखाई देने वाले प्रकाश का उपयोग करते हैं जो सितारों, ग्रहों, नेबुला और आकाशगंगाओं से प्रवाहित होते हैं। ब्रह्मांड में ये वस्तुएं और घटनाएं रेडियो उत्सर्जन सहित विकिरण के अन्य रूपों को भी बंद कर देती हैं। वे प्राकृतिक संकेत ब्रह्मांड के एक महत्वपूर्ण हिस्से में भरते हैं कि ब्रह्मांड में वस्तुएं कैसे और क्यों व्यवहार करती हैं।

रेडियो तरंगें विद्युत चुम्बकीय तरंगें (प्रकाश) हैं, लेकिन हम उन्हें नहीं देख सकते हैं। उनके पास 1 मिलीमीटर (एक मीटर का एक हजारवां) और 100 किलोमीटर (एक किलोमीटर एक हजार मीटर के बराबर) के बीच तरंग दैर्ध्य है। आवृत्ति के संदर्भ में, यह 300 गिगाहर्ट्ज़ (एक गीगाहर्ट्ज़ एक बिलियन हर्ट्ज़ के बराबर) और 3 किलोहर्ट्ज़ के बराबर है। एक हर्ट्ज (संक्षिप्त रूप में हर्ट्ज) आवृत्ति माप की एक आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली इकाई है। एक हर्ट्ज आवृत्ति के एक चक्र के बराबर है। तो, 1-हर्ट्ज सिग्नल एक चक्र प्रति सेकंड है। अधिकांश ब्रह्मांडीय वस्तुएं प्रति सेकंड सैकड़ों से अरबों चक्रों में संकेतों का उत्सर्जन करती हैं।

लोग अक्सर "रेडियो" उत्सर्जन को कुछ इस तरह से भ्रमित करते हैं कि लोग सुन सकते हैं। यह काफी हद तक है क्योंकि हम संचार और मनोरंजन के लिए रेडियो का उपयोग करते हैं। लेकिन, मनुष्य ब्रह्मांडीय वस्तुओं से रेडियो आवृत्तियों को "सुना" नहीं करते हैं। हमारे कान 20 हर्ट्ज से 16,000 हर्ट्ज (16 KHz) तक की आवृत्तियों को समझ सकते हैं। अधिकांश ब्रह्मांडीय वस्तुएं मेगाहर्ट्ज़ फ़्रीक्वेंसी पर निकलती हैं, जो कानों की आवाज़ से बहुत अधिक है। यही कारण है कि रेडियो खगोल विज्ञान (एक्स-रे, पराबैंगनी और अवरक्त के साथ) अक्सर एक "अदृश्य" ब्रह्मांड को प्रकट करने के लिए सोचा जाता है जिसे हम न तो देख सकते हैं और न ही सुन सकते हैं।

रेडियो तरंगों को आमतौर पर ब्रह्मांड में ऊर्जावान वस्तुओं और गतिविधियों द्वारा उत्सर्जित किया जाता है। रवि पृथ्वी से परे रेडियो उत्सर्जन का निकटतम स्रोत है। बृहस्पति भी रेडियो तरंगों का उत्सर्जन करता है, जैसा कि शनि पर होने वाली घटनाओं से होता है।

सौर प्रणाली के बाहर रेडियो उत्सर्जन के सबसे शक्तिशाली स्रोतों में से एक, और मिल्की वे आकाशगंगा से परे, से आता है सक्रिय आकाशगंगाएं (AGN)। इन गतिशील वस्तुओं द्वारा संचालित कर रहे हैं सुपरमैसिव ब्लैक होल उनकी लाश पर। इसके अतिरिक्त, ये ब्लैक होल इंजन बड़े पैमाने पर सामग्री का निर्माण करेंगे जो रेडियो उत्सर्जन के साथ चमकते हैं। ये अक्सर रेडियो फ्रीक्वेंसी में पूरी आकाशगंगा को पार कर सकते हैं।

पल्सर, या न्यूट्रॉन सितारों को घुमाने के लिए, रेडियो तरंगों के मजबूत स्रोत भी हैं। जब बड़े पैमाने पर तारे मर जाते हैं तो ये मजबूत, कॉम्पैक्ट ऑब्जेक्ट बन जाते हैं सुपरनोवा. वे परम घनत्व के मामले में केवल ब्लैक होल के बाद दूसरे स्थान पर हैं। शक्तिशाली चुंबकीय क्षेत्र और तेज रोटेशन दरों के साथ, ये वस्तुएं व्यापक स्पेक्ट्रम का उत्सर्जन करती हैं विकिरण, और वे रेडियो में विशेष रूप से "उज्ज्वल" हैं। सुपरमेसिव ब्लैक होल की तरह, शक्तिशाली रेडियो जेट बनाए जाते हैं, जो चुंबकीय ध्रुवों या कताई न्यूट्रॉन स्टार से निकलते हैं।

कई पल्सर को उनके मजबूत रेडियो उत्सर्जन के कारण "रेडियो पल्सर" कहा जाता है। वास्तव में, से डेटा फर्मी गामा-रे स्पेस टेलीस्कोप पल्सर की एक नई नस्ल के सबूत दिखाए गए जो अधिक सामान्य रेडियो के बजाय गामा-किरणों में सबसे मजबूत दिखाई देते हैं। उनके निर्माण की प्रक्रिया समान है, लेकिन उनका उत्सर्जन हमें प्रत्येक प्रकार की वस्तु में शामिल ऊर्जा के बारे में अधिक बताता है।

सुपरनोवा अवशेष खुद रेडियो तरंगों के विशेष रूप से मजबूत उत्सर्जक हो सकते हैं। क्रैब नेबुला अपने रेडियो संकेतों के लिए प्रसिद्ध है सतर्क खगोलशास्त्री जॉक्लीयन बेल अपने अस्तित्व के लिए।

रेडियो खगोल विज्ञान अंतरिक्ष में वस्तुओं और प्रक्रियाओं का अध्ययन है जो रेडियो आवृत्तियों का उत्सर्जन करता है। तिथि करने के लिए पता लगाया गया हर स्रोत स्वाभाविक रूप से होता है। उत्सर्जन को यहां पृथ्वी पर रेडियो दूरबीनों द्वारा उठाया जाता है। ये बड़े उपकरण हैं, क्योंकि डिटेक्टर क्षेत्र के लिए यह आवश्यक है कि यह पता लगाने योग्य तरंग दैर्ध्य से बड़ा हो। चूंकि रेडियो तरंगें एक मीटर (कभी-कभी बहुत बड़ी) से बड़ी हो सकती हैं, आमतौर पर स्कोप कई मीटर (कभी-कभी 30 फीट या उससे अधिक) से अधिक होते हैं। कुछ तरंग दैर्ध्य पर्वत के रूप में बड़े हो सकते हैं, और इसलिए खगोलविदों ने रेडियो दूरबीनों की विस्तारित सरणियों का निर्माण किया है।

तरंग आकार की तुलना में संग्रह क्षेत्र जितना बड़ा होता है, उतना ही बेहतर होता है एक रेडियो टेलीस्कोप। (कोणीय संकल्प इस बात का एक माप है कि दो छोटी वस्तुएं, अप्रभेद्य होने से पहले कितनी करीब हो सकती हैं।)

चूंकि रेडियो तरंगों में बहुत लंबी तरंग दैर्ध्य हो सकते हैं, किसी भी प्रकार की परिशुद्धता प्राप्त करने के लिए मानक रेडियो दूरबीनों का बहुत बड़ा होना आवश्यक है। लेकिन स्टेडियम के आकार के रेडियो दूरबीनों के निर्माण के बाद से निषेधात्मक हो सकता है (खासकर यदि आप चाहें तो उनके पास किसी भी स्टीयरिंग क्षमता है), वांछित प्राप्त करने के लिए एक और तकनीक की आवश्यकता है परिणाम है।

1940 के दशक के मध्य में विकसित, रेडियो इंटरफेरोमेट्री का उद्देश्य उस प्रकार के कोणीय संकल्प को प्राप्त करना है, जो बिना खर्च के अविश्वसनीय रूप से बड़े व्यंजनों से आएगा। खगोलविद एक दूसरे के साथ समानांतर में कई डिटेक्टरों का उपयोग करके इसे प्राप्त करते हैं। प्रत्येक एक ही वस्तु का अध्ययन उसी समय करता है, जैसा कि अन्य लोग करते हैं।

एक साथ काम करते हुए, ये दूरबीन प्रभावी रूप से एक विशाल दूरबीन की तरह कार्य करते हैं जो एक साथ डिटेक्टरों के पूरे समूह के आकार का होता है। उदाहरण के लिए, वेरी लार्ज बेसलाइन ऐरे में 8,000 मील की दूरी पर डिटेक्टर हैं। आदर्श रूप से, विभिन्न पृथक्करण दूरी पर कई रेडियो दूरबीनों की एक सरणी संग्रह क्षेत्र के प्रभावी आकार को अनुकूलित करने के साथ-साथ उपकरण के रिज़ॉल्यूशन को बेहतर बनाने के लिए एक साथ काम करेगी।

उन्नत संचार और समय प्रौद्योगिकी के निर्माण के साथ, दूरबीनों का उपयोग करना संभव हो गया है एक दूसरे से महान दूरी पर मौजूद हैं (दुनिया भर के विभिन्न बिंदुओं और यहां तक ​​कि पृथ्वी के चारों ओर कक्षा में)। वेरी लॉन्ग बेसलाइन इंटरफेरोमेट्री (VLBI) के नाम से जानी जाने वाली यह तकनीक काफी सुधार करती है व्यक्तिगत रेडियो दूरबीनों की क्षमता और शोधकर्ताओं को कुछ सबसे गतिशील की जांच करने की अनुमति देता है में वस्तुओं ब्रम्हांड.

रेडियो तरंग बैंड भी माइक्रोवेव बैंड (1 मिलीमीटर से 1 मीटर) के साथ ओवरलैप होता है। वास्तव में, आमतौर पर क्या कहा जाता है रेडियो खगोल विज्ञान, वास्तव में माइक्रोवेव खगोल विज्ञान है, हालांकि कुछ रेडियो उपकरण तरंग दैर्ध्य का पता 1 मीटर से अधिक लगाते हैं।

यह भ्रम का एक स्रोत है क्योंकि कुछ प्रकाशन माइक्रोवेव बैंड और रेडियो बैंड को अलग-अलग सूचीबद्ध करेंगे, जबकि अन्य लोग शास्त्रीय रेडियो बैंड और माइक्रोवेव दोनों को शामिल करने के लिए "रेडियो" शब्द का प्रयोग करेंगे बैंड।

द्वारा संपादित और अद्यतन कैरोलिन कोलिन्स पीटरसन।