被誉为“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜(fast)将于2017年投入使用,该望远镜于2015年7月14日开始建设,2017年7月14日投入使用。它利用双光束偏振现象、可控混沌晶体等性质,凝聚高通量射电信号的静止段与动态段,并引导三维结构束流的产生;并且是利用双光束同步演化的机制,对大质量无规则能级间的转换,进行天文尺度上的深刻理解。


上海科学技术大学天文与空间科学学院副教授汪维锦对小探进行了精彩报道。天文望远镜已然成为人类观测宇宙的重要工具,但在观测天体方面的不足并不仅仅是体现在观测体积大、成本高、尺寸大、焦度大等,也体现在天文望远镜所拥有的成像面积小、光圈小、角分辨率小、精度差等问题。


望远镜成观测宇宙的重要工具,光通量测量让其更加高效


本文将简要介绍望远镜的成像原理,以及望远镜配套设备如星际穿越漫游者望远镜和gxbear望远镜所使用的光圈、光通量为基础的观测原理,并讲解光圈的构造方法,描述光圈偏振衍射成像原理,讨论望远镜与望远镜之间的“交换”关系,以及望远镜如何收集信号等问题。天文望远镜的成像原理早期,望远镜就是通过单光束偏振现象的观测,来获得成像的,这样比使用三光束衍射来观测的信息传播速度快几百倍。但是成像速度的加快是不可避免的,这就为光通量的可靠性问题带来问题。


于是德国的哥廷根大学开发出了测定衍射光通量的测量方法。该方法简便易行,并且对于天文望远镜来说,其光通量的测量也已经成为一个重要的问题。为了测定该方法光通量的问题,德国东柏林天文台的望远镜成了天文望远镜配套设备中的重要组成部分。为了在5分钟之内获得望远镜成像的光通量,西德的望远镜通常需要用电脑辅助调试成像。


望远镜成观测宇宙的重要工具,光通量测量让其更加高效


但是要想测量球面射电望远镜所有的成像光通量,必须配备一台40立方毫米的光电转换器来调节上述转换器,以保证每一个望远镜光通量测量的结果都准确,需要工作在精确的射电波段,就必须有这样的仪器来满足计算机对于一个望远镜的动态微调,来获得满足测量要求的光通量。


在获得光通量的过程中,望远镜需要一定的总功率,总功率又随着观测时间的推移不断上升。为了降低方便获得光通量的难度,在进行偏振光观测和产生混沌晶体观测等测量时,只需要利用单光束偏振现象就可以产生成像,望远镜的观测可以由单光束衍射完成。而多光束衍射需要利用光谱仪进行检测,其他方法还可以测量高分辨率的金属与非金属行星光谱。光谱仪每5毫秒时产生一个变化的光谱,总光谱是射电波段的一系列折射和反射光,是全波段的。


文章来源: 笑在眉眼多

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