No esquema PULSE@Parkes você usará o radiotelescópio Parkes para fazer suas observações. Nesta secção irá aprender o básico de como funciona um radiotelescópio de prato único como Parkes.
Um radiotelescópio é simplesmente um telescópio que foi concebido para receber ondas de rádio do espaço. Na sua forma mais simples ele tem três componentes:
- Uma ou mais antenas para recolher as ondas de rádio que chegam. A maioria das antenas são pratos parabólicos que refletem as ondas de rádio para um receptor, da mesma forma que um espelho curvo pode focalizar a luz visível para um ponto.
- Um receptor e amplificador para aumentar o sinal de rádio muito fraco para um nível mensurável. Hoje em dia os amplificadores são extremamente sensíveis e normalmente são arrefecidos a temperaturas muito baixas para minimizar a interferência devido ao ruído gerado pelo movimento dos átomos no metal (chamado ruído térmico).
- Um gravador para manter um registo do sinal. A maioria dos radiotelescópios atualmente gravam diretamente em algum tipo de disco de memória de computador, pois os astrônomos usam softwares sofisticados para processar e analisar os dados.
Deixe-nos ver como esses componentes funcionam no radiotelescópio Parkes.
A Antena
P>Parkes tem uma antena parabólica, 64 m de diâmetro com uma área colectora de 3.216 m2. A antena é composta por painéis de alumínio suportados por uma treliça de escoras de suporte. Para as ondas de rádio que chegam do espaço, a superfície da antena age da mesma forma que um espelho liso. As ondas são refletidas e focalizadas em um feedhorn na base da cabine de foco do telescópio. A parabólica tem uma massa de 300 toneladas e distorce sob o seu próprio peso ao apontar para diferentes partes do céu. Devido ao inteligente design de engenharia, no entanto, esta distorção é contabilizada para que as ondas de rádio sejam sempre reflectidas para a cabine de focagem.
O telescópio opera em frequências de 440 MHz a 23 GHz o que corresponde a ondas de rádio de 75 cm a 7 mm. Para que qualquer onda de rádio seja refletida da antena, ela deve ser mais suave do que uma fração do comprimento de onda. Para o telescópio Parkes a superfície do prato é precisa a 1-2 mm da parábola melhor ajustada, permitindo que as ondas de 7 mm sejam refletidas.
Por que o prato é tão grande?
O tamanho de um prato determina a quantidade de radiação que pode ser recolhida. Quanto maior a área de coleta, mais fraca é a fonte que pode ser detectada. Parkes é uma antena de 64 m, o segundo maior prato único do hemisfério sul.
Para um radiotelescópio de prato único o tamanho do prato também determina o campo de visão do telescópio. Quando um único receptor é utilizado o radiotelescópio Parkes tem uma largura de feixe de cerca de 15 minutos de arco, metade do tamanho da Lua no céu.
Receptores
Os sinais de rádio fracos são canalizados pelo feedhorn para um receptor localizado na cabine de foco localizada no topo do telescópio. Os receptores de rádio amplificam o sinal de entrada cerca de um milhão de vezes. Parkes tem um conjunto de receptores que são optimizados para diferentes gamas de frequência e aplicações. Os receptores são refrigerados criogenicamente, normalmente com refrigeradores a gás hélio que os arrefecem até cerca de 10 Kelvin (-260° C) para minimizar o ruído térmico na electrónica que de outra forma inundaria o sinal de entrada.
Para observações de pulsar em Parkes os observadores usam tipicamente ou o feixe central do receptor Parkes Multibeam, o receptor HOH, ambos detectando 21 cm (1420 MHz) de radiação ou o receptor Dual-Band que pode observar a 10 cm e 50 cm simultaneamente.
Recorders
Os sinais amplificados são transportados por cabo de fibra óptica dos receptores na cabine de foco até a torre, onde são armazenados em discos de computador. Dependendo do tipo de observação, algum processamento dos dados é realizado no local, utilizando computadores na torre. Para observações pulsares, a taxa de recepção de dados pode ser extremamente alta.
| Diameter of dish | 64 m |
| Collecting area of dish | 3,216 m2 |
| Height to top of focus cabin | 58 m |
| Focal length | 27.4 m |
| Weight of dish | 300 tonnes |
| Weight above control tower | 1,000 tonnes |
| Maximum tilt | 60° |
| Time to maximum tilt | 5 minutes |
| Time for 360° rotation | 15 minutes |
| Surface accuracy | 1-2 mm difference from best-fit parabola |
| Pointing accuracy | 11 arcseconds rms in wind |
| Maximum operating wind speed | 35 km per hour |
| Motors | 4 × 15 hp 480 volt DC 40,000:1 gear ratios |
| Operating frequencies | |
| 440 and 660 and 1420 MHz (pulsar timing and surveys) | |
| 1420 MHz (atomic hydrogen in galaxies) | |
| 6 and 12 and 23 GHz (methanol and water masers) | |
| 23 GHz (ammonia in star-forming regions) | |