science >> Wetenschap >  >> Astronomie

The Very Large Array:Astronomische gedaanteverwisselaar

Hercules A gezien vanuit elke configuratie van de VLA. Krediet:NRAO/AUI/NSF

Toen de Very Large Array veertig jaar geleden werd voltooid, het was een ander soort radiotelescoop. In plaats van een enkele antenneschotel, de VLA heeft er 27. De gegevens die deze antennes verzamelen, worden zo gecombineerd dat ze als één radiotelescoop fungeren. Als een radio-array, de virtuele schotel van de VLA kan een gebied beslaan dat ongeveer zo groot is als Disney World. Maar de VLA kan ook iets wat gewone telescopen niet kunnen:het kan van vorm veranderen.

De antennes van de VLA zijn opgesteld langs drie lange armen, elk met negen antennes. Elke arm heeft een spoor, waardoor de antennes door een 200-tons transporter naar verschillende locaties langs de arm kunnen worden verplaatst. Dus, de antennes kunnen ver uit elkaar worden geplaatst, of dicht bij elkaar geclusterd. Hoewel elke antenne afzonderlijk kan worden verplaatst, ze zijn typisch positioneel in standaardopstellingen of configuraties. Op veel manieren, elke configuratie is zijn eigen radiotelescoop. Door antennes in deze verschillende configuraties te plaatsen, de VLA kan dienen als veel observatoria in één.

De kracht van een telescoop hangt grotendeels af van twee factoren:de zwakte van het licht dat hij kan zien, bekend als zijn gevoeligheid, en de scherpte van de beelden die het kan produceren, bekend als zijn resolutie. Deze twee factoren zijn vaak tegenstrijdig. Om vage beelden vast te leggen, moet een telescoop gedurende een lange tijd veel licht opvangen, maar hierdoor kunnen beelden wazig worden. Om een ​​scherp beeld vast te leggen heb je vaak een helderdere bron nodig. Het is vergelijkbaar met het effect van onze eigen ogen, die zich aanpassen aan de helderheid. Het is een van de redenen waarom je helder kunt zien bij helder daglicht, terwijl dingen er waziger uit kunnen zien bij weinig licht. Door antennes in verschillende configuraties te plaatsen, de VLA kan deze uitdaging aan, waardoor het zowel scherpe beelden als vage objecten kan vastleggen, afhankelijk van de behoeften van astronomen.

Er zijn vier primaire configuraties die door de VLA worden gebruikt. Ze krijgen elk een letter A-D toegewezen, afhankelijk van de spreiding van de antennes. Configuratie A, over een afstand van meer dan 22 mijl, is waar de antennes het meest uit elkaar staan, en Configuratie D is waar ze het dichtst bij elkaar zijn, met de antennes geclusterd in een gebied van minder dan een mijl breed. De VLA doorloopt deze configuraties, een verblijf in elk voor meerdere maanden.

Krediet:NRAO/AUI/NSF

De grootste configuratie geeft de VLA de hoogste resolutie. Radioastronomen willen vaak fijne details in een radiobeeld zien, daarom is configuratie A het meest gevraagd. Maar kleinere configuraties hebben hun eigen gebruik. Configuratie D geeft de VLA de grootste gevoeligheid. Dit maakt het bijzonder nuttig bij de studie van diffuus waterstofgas in nabijgelegen sterrenstelsels, en bij het vastleggen van beelden van zwakke radionevels.

Configuratie B is een werkpaardconfiguratie. Het is een derde van de breedte van configuratie A en zorgt daarom voor een evenwicht tussen gevoeligheid en resolutie. Het wordt meestal gebruikt voor de VLA Sky Survey (VLASS), dat is een 7-jarig project om 80% van de lucht in radiolicht in kaart te brengen. Als het klaar is, zal het een catalogus hebben van meer dan 10 miljoen radiobronnen. VLASS gebruikt ook een extra hybride configuratie die bekend staat als BnA. Bij deze regeling de antennes in de noordarm zijn opgesteld in A-configuratie, terwijl antennes in de andere twee armen in B-configuratie worden gehouden. Hierdoor krijgt de virtuele schotel van de VLA een ovale vorm.

Configuratie BnA wordt gebruikt om het meest zuidelijke deel van de lucht te zien. Objecten in het uiterste zuiden van de hemel zijn dichtbij de horizon, en hun licht komt onder een lage hoek binnen. Door de noordelijke arm te strekken, de VLA kan de verzamelde afbeeldingen "circulariseren", zodat ze niet worden vervormd door hun lage hoek.

Mocht u in de toekomst de VLA bezoeken, misschien vind je de antennes verspreid in de buurt van de horizon, of ineengedoken dicht bij het bezoekerscentrum. Als u op een ander moment langskomt, u zult de antennes waarschijnlijk in een andere configuratie zien. Allemaal omdat VLA van gedaante verandert om het universum op wonderbaarlijke nieuwe manieren te zien.