WAS SIND RADIOWELLEN?
Radiowellen haben die längsten Wellenlängen im elektromagnetischen Spektrum. Sie reichen von der Länge eines Fußballs bis zu einer Größe, die größer ist als unser Planet. Heinrich Hertz wies die Existenz von Radiowellen in den späten 1880er Jahren nach. Er verwendete eine Funkenstrecke, die an einer Induktionsspule befestigt war, und eine separate Funkenstrecke an einer Empfangsantenne. Wenn die von den Funken der Sendespule erzeugten Wellen von der Empfangsantenne aufgefangen wurden, übersprangen die Funken auch die Funkenstrecke. Hertz zeigte in seinen Experimenten, dass diese Signale alle Eigenschaften von elektromagnetischen Wellen besitzen.
Sie können ein Radio auf eine bestimmte Wellenlänge – oder Frequenz – einstellen und Ihre Lieblingsmusik hören. Das Radio „empfängt“ diese elektromagnetischen Radiowellen und wandelt sie in mechanische Schwingungen im Lautsprecher um, um die Schallwellen zu erzeugen, die Sie hören können.
Radioemissionen im Sonnensystem
Astronomische Objekte, die ein wechselndes Magnetfeld haben, können Radiowellen erzeugen. Das Radioastronomie-Instrument WAVES auf der Raumsonde WIND zeichnete einen Tag lang Ausbrüche von Radiowellen aus der Korona der Sonne und von Planeten in unserem Sonnensystem auf.
Die unten abgebildeten Daten zeigen Emissionen aus einer Vielzahl von Quellen, einschließlich Radiobursts von der Sonne, der Erde und sogar aus der Ionosphäre des Jupiters, deren Wellenlängen etwa fünfzehn Meter lang sind. Ganz rechts in diesem Diagramm sind Radioausbrüche von der Sonne zu sehen, die durch Elektronen verursacht werden, die bei Sonneneruptionen in den Weltraum geschleudert werden und sich mit 20 % der Lichtgeschwindigkeit bewegen.
RADIOTELESKOPE
Radioteleskope blicken in den Himmel, um Planeten, Kometen, riesige Gas- und Staubwolken, Sterne und Galaxien zu beobachten. Durch die Untersuchung der von diesen Quellen ausgehenden Radiowellen können die Astronomen etwas über deren Zusammensetzung, Struktur und Bewegung erfahren. Die Radioastronomie hat den Vorteil, dass Sonnenlicht, Wolken und Regen die Beobachtungen nicht beeinträchtigen.
Da Radiowellen länger sind als optische Wellen, werden Radioteleskope anders gebaut als die Teleskope für sichtbares Licht. Radioteleskope müssen physisch größer sein als optische Teleskope, um Bilder mit vergleichbarer Auflösung zu machen. Sie können jedoch leichter gemacht werden, indem Millionen kleiner Löcher in die Schale geschnitten werden, da die langen Radiowellen zu groß sind, um sie zu „sehen“. Das Parkes-Radioteleskop, dessen Schüssel 64 Meter breit ist, kann kein klareres Bild liefern als ein kleines optisches Hinterhofteleskop!
EIN SEHR GROSSES TELESKOP
Um ein klareres oder höher aufgelöstes Radiobild zu erhalten, kombinieren Radioastronomen oft mehrere kleinere Teleskope oder Empfangsschüsseln zu einer Gruppe. Zusammen können diese Schalen wie ein großes Teleskop wirken, dessen Auflösung durch die maximale Größe des Bereichs bestimmt wird. Das Radioteleskop Very Large Array (VLA) des National Radio Astronomy Observatory in New Mexico ist eines der weltweit führenden astronomischen Radioteleskope. Das VLA besteht aus 27 Antennen, die in einem riesigen „Y“-Muster mit einem Durchmesser von bis zu 36 km angeordnet sind (etwa anderthalb Mal so groß wie Washington, DC).
Die Techniken, die in der Radioastronomie bei langen Wellenlängen verwendet werden, können manchmal auch am kürzeren Ende des Radiospektrums – im Mikrowellenbereich – angewendet werden. Das untenstehende VLA-Bild zeigt 21-Zentimeter-Energieemissionen um ein Schwarzes Loch unten rechts und Magnetfeldlinien, die Gas um sich herum ziehen, oben links.
Der Radiohimmel
Wenn wir den Himmel mit einem auf 408 MHz eingestellten Radioteleskop betrachten würden, sähe der Himmel ganz anders aus, als wir ihn im sichtbaren Licht sehen. Statt punktförmiger Sterne würden wir weit entfernte Pulsare, Sternentstehungsgebiete und Supernova-Überreste sehen, die den Nachthimmel dominieren.
Radioteleskope können auch Quasare entdecken. Der Begriff Quasar ist die Abkürzung für quasi-stellare Radioquelle. Der Name rührt daher, dass die ersten identifizierten Quasare hauptsächlich Radioenergie aussenden und ähnlich wie Sterne aussehen. Quasare sind sehr energiereich, manche strahlen das 1.000-fache der Energie der gesamten Milchstraße aus. Die meisten Quasare sind jedoch im sichtbaren Licht durch den Staub der sie umgebenden Galaxien verdeckt.
Astronomen identifizierten die Quasare mit Hilfe von Radiodaten des VLA-Radioteleskops, da viele Galaxien mit Quasaren hell erscheinen, wenn sie mit Radioteleskopen betrachtet werden. In dem Falschfarbenbild unten sind die Infrarotdaten des Spitzer-Weltraumteleskops blau und grün eingefärbt, während die Radiodaten des VLA-Teleskops in rot dargestellt sind. Die Quasar-tragende Galaxie hebt sich gelb ab, weil sie sowohl Infrarot- als auch Radiolicht aussendet.
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Zitat
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National Aeronautics and Space Administration, Science Mission Directorate. (2010). Radio Waves. Abgerufen, von der NASA Science Website: http://science.nasa.gov/ems/05_radiowaves
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Science Mission Directorate. „Radio Waves“ NASA Science. 2010. National Aeronautics and Space Administration. http://science.nasa.gov/ems/05_radiowaves