Почему радиоастрономия предлагает изображения с более высоким разрешением, чем оптическая?

Согласно этой лекции , «Радиоастрономия имеет несколько преимуществ перед оптической астрономией... Мы можем делать изображения с самым высоким разрешением и видеть, что происходит в самых маленьких масштабах».

Почему это? Если разрешающая способность, р λ Б тогда не должен ли свет с более короткой длиной волны приводить к меньшему угловому разрешению, т.е. к лучшему разрешению?

Ответы (2)

Приведенное вами соотношение справедливо для одного телескопа. Но, как также отмечено в лекции, на которую вы ссылаетесь: «Одна вещь, которая возможна в радиоастрономии, - это использовать интерферометрию, которая объединяет сигналы от массива антенн, как если бы все они были частью одной и той же апертуры. Это означает, что разрешающая способность радиотелескопа - это не только то, что было бы для каждой антенны в отдельности, но и для одного телескопа размер расстояния между антеннами».

В основном это означает, что вы используете несколько телескопов, которые в случае радиоастрономии по историческим причинам называются антеннами, и объединяете их измерения в одно. Чтобы получить представление о том, о каком большом массиве идет речь, погуглите изображения ALMA, LOFAR (у которого есть станции в нескольких странах) или SKA.

В принципе, с помощью интерферометрии можно наблюдать и другие длины волн, например оптические, но технически построить такие приборы намного сложнее. Кроме того, на оптический свет больше всего влияет атмосфера, и его достаточно сложно учесть для одного телескопа, а совместить такие эффекты для создания изображения из нескольких — очень сложная задача.

Если вы посмотрите на чистую разрешающую способность, которую вы получите для 10-метрового оптического телескопа: θ о п т я с а л 5 × 10 7 10 5 × 10 8 радиан. Для наземного радиотелескопа с синтезированной апертурой, работающего на расстоянии 21 см, предельная апертура имеет порядок диаметра Земли, поэтому: θ 21 с м 21 × 10 2 12 × 10 6 1,75 × 10 8 радиан. Так что в этом случае разрешающая способность радиотелескопа несколько лучше, чем у оптического. В отсутствие адаптивной оптики ситуация еще более благоприятна для радиотелескопа, поскольку мы можем достичь его теоретического разрешения, но наземные оптические телескопы ограничены более низким разрешением из-за атмосферного зрения. Также адаптивная оптика до сих пор не улучшает разрешающую способность оптических систем полностью до дифракционного предела апертуры.

Этот вопрос может быть интересен.