Radyoelektirik dalgalar bölgesindeki gök cisimlerini incelemede kullanılan aygıt. Gök cisimleri yalnızca görünür ışık yaymaz, gama ışınlarından radyo dalgalarına kadar, farklı dalga boylarında elektromagnetik ışınım da üretirler. Bunlardan yalnızca ışık ve radyo dalgaları yeryüzüne ulaşır. Radyo dalgalarından daha uzun dalga-boyları, atmosferin üst tabakası (iyonosfer) tarafından uzaya geri yansıtılır. Öbür dalga boylarıysa, atmosferin alt tabakaları tarafından soğurulur. Bu yüzden, toprak düzeyinde astronomi gözlemleri, iki dalga boyundan yapılır. Bunların birincisinden optik teleskoplarda , İkincisinden de radyo teleskoplarda yararlanılır.
Uzaydan radyo dalgası olarak alınan enerji, çok düşüktür: Radyo astronomi çalışmalarının başlangıcından bu yana , radyo teleskopların topladıkları toplam enerji, bir el feneri lambasını saniyenin milyonda biri kadar bir sürede yakmak için gereken enerjiden çok daha azdır. Radyo yayını istasyonlarının neden olacağı girişimleri önlemek için, belirli radyo frekansları, uluslararası anlaşmalarla, yalnızca radyo astronominin kullanımına ayrılmıştır.
TARİHÇE
Ver dışındaki radyo dalgaları, ilk olarak 1932’de Nevv Jersey’de, rastlantı sonucu bulundu. Kari Jansky, yıldırım ışınımının geliş yönünü araştırırken, yıldızlara göre değişmez bir konumda olan ve Yer döndükçe dönüyormuş gibi görünen girişim kaynağını (“statik”) buldu. Işınım kaynağı, Gökadamızın (Samanyolu) merkezinde yeralan Yay takımyıldızı yakınlarındaydı. ABD’li Grote Reber tarafından yapılan çalışmalar da, bütün Samanyolu’nun birkaç metre dalga boyunda ışınım yaydığını gösterdi. Reber, gökyüzünün farklı bölgelerindeki ışınım yoğunluğunu gösteren kontur haritaları yayınladı (bildiğimiz haritaların benzeri olan, yalnız, dağlar yerine, yoğunluk yüksekliklerinin gösterilmiş olduğu bu haritalardan, günümüzde de, radyo astronomi sonuçlarını göstermek için yararlanılmaktadır).
Reber’in araştırmaları üstüne çalışmaya başlayan HollandalI Hendrick van de Hulst, yansız hidrojen H l’in (uzayda hidrojen, yansız H I ve iyonlaşmış H II biçimindedir), belirli bir dalga boyunda (21,1 cm) ışınım yayacağını düşündü. H I çizgisi, biraz değişen bir dalga boyu aralığında ışınım yaparsa, bu ışınımı yayan hidrojen bulutunun, Yer’den uzaklaşıp uzaklaşmadığı anlaşılır. Bu, dalga boyunun Doppler olayıyla değişmesinden ileri gelir. Aynı olay ses dalgalarına uygulandığında, sözgelimi hızla hareket eden bir tren söz konusu olduğunda, düdük sesinin dinleyiciden uzaklaşırken gittikçe değiştiği görülür. Dalga boyundaki değişiklik,doğrudan doğruya hidrojen bulutunun hızını verir. Jansky ve Reber tarafından incelenen sürekli ışınımdan oldukça farklı olan HI tayf ölçümü, radyo astronominin önemli bir dalıdır.
BİLEŞENLERİ
Bütün radyoteleskoplar üç bölümden oluşur: Radyo dalgalarını toplayıp, elektrik çıkışına çeviren anten; antenden gelen zayıf sinyali yikselten yükseltici; sinyali magnetık ve kâğıt bantlara depolayan ya da gösteren çıkış aygıtı.
Anten. Radyo teleskop antenleri,çeşitli biçimlerde olabilir. En yalını, geniş bir alana yayılan birbirine bağlanmış çok sayıda iki kutuplu antenden (televizyon anteni gibi) oluşur. Bununla birlikte, en yaygın tür, radyo dalgalarının çukur metal çanağın odağına yansıtılarak, bir tek iki kutuplu tarafından algılandığı, büyük çanak antenlerdir. Arecibo’daki (Porto Riko) bir çukura yerleştirilen ve yalnızca tam tepesinden geçen kaynakları algılayan 300 m çapındaki hareketsiz çanak dışında, dünyanın döndürülebilen en büyük çanağı Almanya Effelsber’de 1972’de hizmete giren radyo teleskopun çanağıdır.
Antenlerin buyuk toplama yüzeyli yapılmalarının iki nedeni vardır. Birincisi, büyük bir antenin, kaynaktan daha çok güç topladığı için, daha duyarlı olmasıdır İkincisi de, teleskopun ayırma gücünün (algılanabilen en küçük ayrıntı), ışınımın dalga boyunun teleskop çapına oranına bağlı olmasıdır. Radyo dalgaları ışık dalgalarından çok daha uzun oldukları için, radyo teleskopun ayırma gücünü, büyük bir optik teleskop düzeyine çıkarmak, ancak birkaç km çapında yapılmasıyla gerçekleştirilebilir. Böylesine büyük bir çanağın yapılması olanaksızdır. Bu yüzden, büyük bir çanağın kaplayacağı alana eşit bir alanı kaplayan çok sayıda küçük anten, çıkışlarından, elektriksel olarak birleştirilir. Bu amaca yönelik en yalın düzenleme, çanakları doğu-batı doğrultusunda dizmektir. Böylece, Yer’in dışındaki bir noktaya göre, Yerin dönüşüyle çanaklar, birbirinin çevresinde elips biçiminde dönerler.
Yükseltici: Radyo teleskoplar genellikle, en yüksek frekansta (en kısa dalgaboyu) çalışırlar. Yüksek frekans, belirli büyüklükteki bir anten için, en iyi ayırma gücünü verir. Radyo astronominin gelişmesi ve çok yüksek frekanslarda (frekans, GHz, yani saniyede milyar düzeyindedir) verimli çalışması, elektronik yükselticilerin gelişmesiyle yakından ilgilidir. Çok sayıda özel yükseltici türü geliştirilmiştir (bazılarında mazer kullanılır). Bunlardan biri, antenin odağına yerleştirilir ve çok zayıf olan sinyal, birkaç yüz metre uzaktaki ana yükselticiye giden kablodan geçmeden önce, ön güçlendirmeye uğratılır. Ön güçlendirici, ayrıca, sinyali daha düşük frekansa çevirerek, hem kabloda zayıflamasını bir ölçüde önler; hem de öbür uçta, transistor yükselticilerle güçlendirilmesini sağlar.
Çıkış aygıtları. Çıkış aygıtı, teleskop taradıkça kaynağın farklı bölümlerinden yayılan ışınım şiddetini gösteren, yalın bir kayıt aygıtı olabilir. Ama, Yer dönme bireşimi teleskopuyla kaynağın haritası yapılmadan önce, on iki saat sürekli gözlem yapmak ve sinyalleri, geldikçe kaydetmek gerekir. On iki saatin sonunda, kontur haritası çizilir.
Yansız hidrojen çizgisini 21,1 cm’de gözleyen bir teleskopta, çıkış, “tayfölçer” adı verilen bir elektronik devre tarafından, farklı frekanslara bölünür. Farklı hızlardaki H I bulutlarına karşılık gelen her frekanstaki çıkış, söz konusu yöntemlerin herhangi biriyle kaydedilir. Bir başka seçenek de, gökyüzündeki bir nokta için, farklı frekanslardaki radyo gücünün grafiğiyle, her biri biraz farklı hızlar içeren ve aynı görüş çizgisinde farklı uzaklıklarda bulunan H I bulutlarını ayırt etmektir Radyo astronomide en son gelişme, binlerce kilometre uzaklıkta, farklı kıtalarda yer alan iki radyo teleskopla, aynı kaynağı aynı anda gözlemektir: İki teleskopunda çıkışı kaydedilir ve iki kayıt sonradan, elektro yolla birleştirilip, bir girişim çizimi elde edilir. Bu yolla, optik teleskoptan bin kat iyi sonuçlar sağlanır. Ayrıca bu teknikle, teleskoplar arasındaki uzaklık da, 1 metreden
daha az bir duyarlılıkla ölçülebilmektedir.