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- 1、射电望远镜到底是什么：什么是射电望远镜？贵州天眼Fast发现了什么？
- 2、射电望远镜到底是什么，射电望远镜为什么要建得这么大
1、射电望远镜到底是什么：什么是射电望远镜？贵州天眼Fast发现了什么？
什么是射电望远镜？
射电望远镜是可以探测和放大来自天文源（例如恒星、星系、脉冲星、类星体等）的无线电波的仪器。无线电波是电磁辐射的一种形式，波长从毫米到千米不等。
射电望远镜可以收集和放大这些微弱的信号，并用其他仪器进行分析，从而揭示宇宙的奥秘。
射电天文学是利用无线电波研究宇宙的科学分支。
射电望远镜的优势
- 无线电波可以穿透阻挡可见光的云层、灰尘和气体。这意味着射电望远镜可以在任何天气条件下以及白天或晚上的任何时间观测天空。
- 无线电波可以揭示光学望远镜看不到的隐藏结构和现象。例如，射电望远镜可以探测形成恒星的冷气体云、来自黑洞的等离子体射流、行星和恒星周围的磁场等。
- 无线电波的波长比可见光长。这意味着它们受大气湍流和扭曲的影响较小。因此，射电望远镜可以通过使用干涉测量技术获得比光学望远镜更高的角分辨率。干涉测量法是一种组合来自多个天线的信号以创建具有更大孔径的虚拟望远镜的方法。
- 无线电波的频率低于可见光。这意味着它们可以走得更远，而不会因星际介质的散射或吸收而损失能量。因此，射电望远镜可以观测到对于光学望远镜来说过于微弱或红移的遥远物体。
射电望远镜的缺点
- 无线电波的能量低于可见光。这意味着它们更难被电子设备检测和放大。因此，射电望远镜需要大的收集区域（如碟形或阵列）才能从微弱的源中捕获足够的信号。
- 无线电波的信息含量低于可见光。这意味着它们携带的有关源的物理特性（例如温度、密度、成分）的细节较少。因此，射电望远镜需要更复杂的数据处理和分析技术，才能从嘈杂的信号中提取有用的信息。
- 无线电波会受到人为干扰（如电视台、手机、卫星）的影响，这些干扰会在与天文来源相同的频率范围内产生不需要的噪声。因此，射电望远镜需要远离市区，并避免电磁污染。
- 无线电波会受到自然源（例如太阳耀斑）的干扰，从而产生瞬时爆发或信号波动。所以，
射电望远镜需要经常校准并仔细监测以进行质量控制。
射电望远镜的基本组成
射电望远镜主要由两个基本部分组成：（1）一个大型的射电天线，（2）一个灵敏的接收机，或称为射电接收器。射电天线是用来接收和反射来自不同方向的射电波，并将其聚焦到一个点上。这个点上就安装了接收机，它可以放大和检测信号，并将其转换为可视化或可听化的形式。
根据天线的形状和结构，射电望远镜可以分为以下几种类型：
- **抛物面天线**：这是最常见和最简单的一种类型，它由一个抛物面形状的金属盘组成，类似于卫星通讯中使用的碟形天线。抛物面天线可以有效地反射并聚焦平行入射的波束，但是对于非平行入射的波束则会产生畸变。因此，抛物面天线通常需要配备一个可旋转和倾斜的支架，以便跟踪不同方向上移动的源。
- **干涉仪**：这是一种利用多个分布在不同位置上的小型天线来模拟一个大型天线效果的技术。干涉仪可以提高空间分辨率（即能够区分相距很近的两个源），但是会降低灵敏度（即能够检测到很弱信号）。干涉仪通过测量不同位置上接收到信号之间存在微小时间差异来确定源在空间中所处位置。
- **孔径合成**：这是一种结合了干涉仪和抛物面天线优点而避免了缺点
的技术。孔径合成通过利用地球自转而使得多个抛物面天线相对于源产生不同角度变化来模拟一个更大更复杂形状的虚拟天线。孔径合成可以同时提高空间分辨率和灵敏度，并且不需要频繁调整实际天线。
近年来，由于技术进步和国际合作，射电天文学取得了显着进步。射电天文学家已经取得了开创性的成果，例如对黑洞的阴影进行成像、建造用于探索宇宙历史的巨型阵列以及发现来自深空的神秘信号。
-事件视界望远镜(EHT)
射电天文学最显着的成就之一是黑洞阴影的第一张图像，由事件视界望远镜 (EHT) 在 2019 年拍摄。EHT 是一个全球射电望远镜网络，它们作为虚拟望远镜协同工作，具有有效的地球的直径。 EHT 观测到位于 5500 万光年外的 M87 星系中心的超大质量黑洞，其质量是太阳的 65 亿倍。
该图像揭示了一个黑暗区域周围的明亮环，该区域对应于黑洞的事件视界，或者光的不归路点。这个环是由引力透镜引起的，它弯曲并放大了来自黑洞后面的光。该图像证实了爱因斯坦的广义相对论，并为黑洞物理学提供了新的见解。
-平方公里阵列
来源网络，澳大利亚平方公里阵列SKA
射电天文学的另一个雄心勃勃的项目是平方公里阵列 (SKA)，其目标是在非洲和澳大利亚建立一个由数千个射电天线组成的阵列，总收集面积为一平方公里。 SKA 将成为有史以来最大的科学探索之一，并将解决有关我们宇宙的一些基本问题。
SKA将以前所未有的灵敏度和分辨率观测脉冲星、引力波、宇宙磁力、星系演化、暗物质和暗能量等现象。 SKA 还将对整个宇宙历史中的氢气进行深入调查，追踪数十亿年来恒星和星系的形成和演化过程。
-快速射电暴之谜
射电天文学中令人兴奋的发现的第三个例子是快速射电暴 (FRB) 现象。 FRB 是强烈无线电波的短暂闪光，仅持续几毫秒，来自天空中的未知来源。它们是在 2007 年审查澳大利亚望远镜的档案数据时偶然发现的。
从那时起，世界各地的各种望远镜已经探测到数百个快速射电暴，但它们的起源仍然难以捉摸。一些 FRB 不规则地重复，而另一些则只出现一次。一些 FRB 显示出复杂的频率模式，而另一些则是简单的爆发。
对快速射电暴的一些可能解释包括中子星、黑洞、磁星（高度磁化的中子星）、超新星（爆炸的恒星）、宇宙弦（时空拓扑缺陷）甚至外星文明。
射电天文学家正在努力使用高分辨率干涉测量技术来精确定位更多的 FRB 源，并使用多波长观测来了解它们的物理机制。
位于贵州的500 米口径球面射电望远镜中国天眼(FAST) 已经从一个神秘的系统中探测到 1,600 多次快速射电暴 (FRB)。 这是中国天眼 FAST 自 2016 年投入使用以来的最大发现之一。
中国天眼FAST 的其他一些发现包括：
检测到 300 多颗脉冲星，这些脉冲星是快速旋转的中子星，会发射无线电波束。
发现一种新的磁星，它是一种具有极强磁场的脉冲星。
观测遥远星系中的氢云，有助于研究星系的形成和演化。
2、射电望远镜到底是什么，射电望远镜为什么要建得这么大
射电望远镜到底是什么?最早的天文望远镜，只能用于观测其它天体所发出的可见光，因此被叫做光学天文望远镜，它无法接受电磁波的信息而所谓射电望远镜，实际上是用来观测从天空中不同方向，发来的射电能量的天文仪器，它是具有高定向性天线和相应的电子设备因此有人说，射电望远镜与其称它为望远镜，倒不如说是雷达接收天线，下面我们就来说一说关于射电望远镜到底是什么?我们一起去了解并探讨一下这个问题吧!
射电望远镜到底是什么
最早的天文望远镜，只能用于观测其它天体所发出的可见光，因此被叫做光学天文望远镜，它无法接受电磁波的信息。而所谓射电望远镜，实际上是用来观测从天空中不同方向，发来的射电能量的天文仪器，它是具有高定向性天线和相应的电子设备。因此有人说，射电望远镜与其称它为望远镜，倒不如说是雷达接收天线。
所以，天线是射电望远镜的核心，它被用于接受射电波段的电磁波，而后在其金属天线上感应出电压，这样就可以利用模拟接收机来测量这个电压的具体数值。显然，越大的天线就能获取到更多的电磁波，从而观测到更弱的电磁信号。我们经常看到的巨大的圆盘形的金属部分，就是射电望远镜的天线。
当接受到电磁信号后，射电望远镜会利用模拟接收机对信号进行 “混频” 处理。每个电磁信号都有其固定的频率，所谓“混频”就是将信号的频率调节到我们需要的固定频率上，一般来讲是将信号的频率降低，方便我们对信号进行处理。其具体方式为将原始信号进行调制和滤波，而后通过混频器与本振信号相混合，再经过滤波器和放大器后解调输出。
对于射电望远镜所观测到的信号，一般来讲有如下几种记录方式：
“基带信号记录”记录的是原始的信号，一般仅通过了数模转换器进行采样，没有经过其他的处理。基带信号含有最多的原始信息，但其数据量较大，一般而言很难对其进行完整的记录。
“脉冲星观测”是极其微弱的射电源，所以要求系统观测带宽较大并且有很高的时间分辨率，但对频率分辨率要求较低的信号。因此我们要对模拟接收机所接收到的信号用较高的采样频率进行采样，再对一段较短时间内采样所得的信号进行傅里叶变换，处理得到频谱数据。频谱的分析可以帮助我们得知天体的物理成分和化学性质。
“谱线观测”则与脉冲星观测则刚好相反，它由天体中原子和分子在不同能级间跃迁时所产生，一般来说要求很高的频率分辨率，但观测带宽一般较窄，时间分辨率要求也会更低。因此我们可以使用较低的采样频率对模拟信号进行采样，再对一段较长时间内采样得到的信号进行傅里叶变换，得到精细的频谱。
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