Was können wir messen?

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Ein "Blick" durch ein Radioteleskop ergibt kein Radiobild, sondern nur einen einzigen Radiobildpunkt.

Welche Radiofrequenzen / Radioquellen können wir auf der Erde empfangen?

Hier setzt uns die Erdatmosphäre ein Fenster durch die Ionosphäre und den Wasserdampfgehalt.

Die Grenzen liegen zwischen 9 MHz und 300 GHz (1 MHz = 1 Million Schwingungen / s)
Die Entsprechende Wellenlänge liegt zwischen 33 m und 1 mm. (siehe Basics 1).

Welches Auflösungsvermögen haben Radioteleskope?

Wie bei optischen Instrumenten lässt sich auch bei Radioteleskopen das Auflösungsvermögen
berechnen. (Bedingt durch die kurzen Wellenlängen von Licht haben optische Instrumente
bis zu einer bestimmten Baugrösse eine wesentlich bessere Auflösung)

Für Radioteleskope gilt folgende Näherungsformel :

HWB = 70o * (Lambda / D)   HWB= Halbwertsbreite der Empfangskeule, Lambda= Wellenlänge
                                                 und D= der Durchmesser des wirksamen Reflektors.

Wir erkennen, dass es einen direkten Zusammenhang zwischen der Fläche des Reflektors und
der Wellenlände  gibt  d.h. bei gleicher Fläche wird mit einer höheren Frequenz (kürzerer Wellenlänge)
das Auflösungsvermögen zunehmen.

Hier einige Beispiele:

zum Kalkulator für parabolische Spiegel

Teleskop

Größe = D

Frequenzbereich

Wellenlänge

Auflösung

Effelsberg

100 m

327 MHz - 75 GHz

92 cm - 4 mm

0.3’

* Green Bank

91.5 m

300 MHz - 3GHz

1 m - 10 cm

4.6’

Jodrell Bank

76.5 m

15 MHz - 1.5 GHz

20 m - 20 cm

11’

Arecibo

306 m

430 MHz - 1.42 GHz

70 cm - 21 cm

2.9’

** VLBI - Technik

über 1000Km

 

 

< 0,001’’

Soller

3 m

430 MHz - 12 GHz

70 cm - 2.5 cm

0,47°

* das Green Bank Teleskop/ USA ist am 15.11.1988 zusammengestürzt!

** Durch Zusammenschaltung mehrerer Radioantennen wird der Empfängerdurchmesser künstlich vergrößert. Dazu muss die an verschiedenen Antennen eingehende Strahlung phasengenau überlagert, also zur Interferenz
gebracht werden. VLBI = Very Long Base Line Interferometry

Welche Empfindlichkeit haben Radioteleskope?

Die Empfindlichkeit hängt nicht nur von der Fläche des Reflektors ab sondern auch von seinem
Empfänger, dieser sollte möglichst rauscharm sein. Das erreicht man u.a. durch extrem niedrige
Temperaturen. D.h. schwache Radioquellen können im Rauschen des Empfängers untergehen.

Der Strahlungsstrom von Radioquellen wird mit “S” in Watt/m2 Hz angegeben, hiervon wird
allerdings nur ein Bruchteil als Einheit verwendet. Einheit = Jy (Jansky)

1 Jy = 10-26 W/m2 Hz = 1000 mJy

Radioquelle

 

 

S bei 100 MHz

Cas A

 

 

18600 Jy

Cyg A

 

 

12500 Jy

Cent A

NGC 5128

 

7900 Jy

Tau A

Krebsnebel

M1

1650 Jy

Vir A

Jet-Quasar

M87

1540 Jy

 

Rosettennebel

NGC 2237

480 Jy

Per A

Galaxie

NGC 1275

68 Jy

 

Orionnebel

M42

26 Jy

Eines der empfindlichsten und rauschärmsten Teleskope der Welt ist das Radioteleskop
Effelsberg mit 1 mJy !