Что такое радиоизлучение: Радиоизлучение | это… Что такое Радиоизлучение?

Радиоизлучение | это… Что такое Радиоизлучение?

Антеннарадара

Запрос «Радиоволна» перенаправляется сюда; см. также другие значения.

Не следует путать с радиоактивным излучением.

Радиоизлуче́ние (радиово́лны, радиочастоты) — электромагнитное излучение с длинами волн 5·10⁻⁵—10¹⁰метров и частотами, соответственно, от 6·10¹² Гц и до нескольких Гц ^[1]. Радиоволны используются при передаче данных в радиосетях.

Содержание 1 История исследования 2 Диапазоны радиочастот и длин радиоволн 3 Примеры выделенных радиодиапазонов 3.1 Диапазоны радиочастот в гражданской радиосвязи 3.2 Некоторые диапазоны гражданской авиации 3.3 Некоторые диапазоны РЛС 4 Примечания 5 Литература 6 См. также 7 Ссылки

История исследования

О радиоволнах впервые в своих работах в 1868 году рассказал Джеймс Максвелл^[2]. Он предложил уравнение, которое описывает световые и радиоволны, как волны электромагнетизма. В 1887 году Генрих Герц экспериментально подтвердил теорию Максвелла, получив в своей лаборатории радиоволны длиной в несколько десятков сантиметров^[3].

Диапазоны радиочастот и длин радиоволн

См. также: Диапазон частот и Частота периодического процесса

Радиочастоты — частоты или полосы частот в диапазоне 3 кГц — 3000 ГГц, которым присвоены условные наименования. Этот диапазон соответствует частоте переменного тока электрических сигналов для вырабатывания и обнаружения радиоволн. Так как большая часть диапазона лежит за границами волн, которые могут быть получены при механической вибрации, радиочастоты обычно относятся к электромагнитным колебаниям.

Закон РФ «О связи» устанавливает следующие понятия, относящиеся к радиочастотам:

• радиочастотный спектр — совокупность радиочастот в установленных Международным союзом электросвязи пределах, которые могут быть использованы для функционирования радиоэлектронных средств или высокочастотных устройств;
• радиочастота — частота электромагнитных колебаний, устанавливаемая для обозначения единичной составляющей радиочастотного спектра;
• распределение полос радиочастот — определение предназначения полос радиочастот посредством записей в Таблице распределения полос радиочастот между радиослужбами Российской Федерации, на основании которых выдается разрешение на использование конкретной полосы радиочастот, а также устанавливаются условия такого использования.

Использование диапазонов по радиослужбам регламентируется Регламентом радиосвязи Российской Федерации и международными соглашениями.

По регламенту международного союза электросвязи радиоволны разделены на диапазоны от 0.3*10^N Гц до 3*10^N Гц, где N — номер диапазона. Российский ГОСТ 24375-80 почти полностью повторяет эту классификацию.

Обозн-е МСЭ	Длины волн	Название волн	Диапазон частот	Название частот	Энергия фотона, эВ,	Применение
ELF	100 Мм — 10 Мм	Декамегаметровые	3—30 Гц	Крайне низкие (КНЧ)	12.4 фэВ — 124 фэВ	Связь с подводными лодками, геофизические исследования
SLF	10 Мм — 1 Мм	Мегаметровые	30—300 Гц	Сверхнизкие (СНЧ)	124 фэВ — 1,24 пэВ	Связь с подводными лодками, геофизические исследования
ULF	1000 км — 100 км	Гектокилометровые	300—3000 Гц	Инфранизкие (ИНЧ)	1,24 пэВ — 12,4 пэВ	Радиовещание
VLF	100 км — 10 км	Мириаметровые	3—30 кГц	Очень низкие (ОНЧ)	12,4 пэВ — 124 пэВ	Связь с подводными лодками
LF	10 км — 1 км	Километровые	30—300 кГц	Низкие (НЧ)	124 пэВ — 1,24 нэВ	Радиовещание, радиосвязь
MF	1000 м — 100 м	Гектометровые	300—3000 кГц	Средние (СЧ)	1,24 нэВ — 12,4 нэВ	Радиовещание, радиосвязь
HF	100 м — 10 м	Декаметровые	3—30 МГц	Высокие (ВЧ)	12,4 нэВ — 124 нэВ	Радиовещание, радиосвязь, рации
VHF	10 м — 1 м	Метровые волны	30—300 МГц	Очень высокие (ОВЧ)	124 нэВ — 1,24 мкэВ	Телевидение, радиовещание, радиосвязь, рации
UHF	1000 мм — 100 мм	Дециметровые	300—3000 МГц	Ультравысокие (УВЧ)	1,24 мкэВ — 12,4 мкэВ	Телевидение, радиосвязь, Мобильные телефоны, рации, микроволновые печи
SHF	100 мм — 10 мм	Сантиметровые	3—30 ГГц	Сверхвысокие (СВЧ)	12,4 мкэВ — 124 мкэВ	Радиолокация, спутниковое телевидение, радиосвязь, Беспроводные компьютерные сети, спутниковая навигация
EHF	10 мм — 1 мм	Миллиметровые	30—300 ГГц	Крайне высокие (КВЧ)	124 мкэВ — 1,24 мэВ	Радиоастрономия, высокоскоростная радиорелейная связь, метеорологические радиолокаторы, медицина
THF	1 мм — 0,1 мм	Децимиллиметровые	300—3000 ГГц	Гипервысокие частоты, длинноволновая область инфракрасного излучения	1,24 мэВ — 12,4 мэВ	Экспериментальная «терагерцовая камера», регистрирующая изображение в длинноволновом ИК (которое излучается теплокровными организмами, но, в отличие от более коротковолнового ИК, не задерживается диэлектрическими материалами). Также «применяется» для построения наукообразных гипотез про «прямое зрение», «телепатию» и прочих, построенных на недоказанном предположении о якобы существующей чувствительности человеческого мозга к ГВЧ.

Классификация ГОСТ 24375-80 не получила широкого распространения и в ряде случаев вступает в противоречие с национальными стандартами (ГОСТ) в области радиоэлектроники. На практике под низкочастотным диапазоном подразумевается звуковой диапазон, а под высокочастотным — весь радиодиапазон, выше 30 кГц, в том числе сверхвысокочастотный (свыше 300 МГц).Традиционные обозначения радиочастотных диапазонов на Западе сложились в ходе Второй мировой войны. В настоящее время они закреплены в США стандартом IEEE, а также международным стандартом ITU.

Примеры выделенных радиодиапазонов

Название	Полоса частот	Длины волн	Энергия фотона, эВ,
Диапазон средних волн	530—1610 кГц	565,65—186,21 м	2,19—6,66 нэВ
Диапазон коротких волн	5,9—26,1 МГц	50,8—11,49 м	24,4—107,9 нэВ
Гражданский диапазон	26,965—27,405 МГц	11,118—10,940 м	111,5—113,3 нэВ
Телевизионные каналы: с 1 по 5	48—100 МГц	6,25—3,00 м	198,5—413,6 нэВ
Телевизионные каналы: с 6 по 12	174—230 МГц	1,72—1,30 м	719,6—951,2 нэВ
Телевизионные каналы: с 21 по 39	470—622 МГц	6,38—4,82 дм	1,94—2,57 мкэВ
Диапазон ультракоротких волн	62—108 МГц (кроме 76—90 МГц в Японии)	4,84—2,78 м (кроме 3,94—3,33 м)	256,42—446,65 нэВ (кроме 314,31—372,21 нэВ)
ISM-диапазон
Диапазоны военных частот
Диапазоны частот гражданской авиации
Морские и речные диапазоны

Диапазоны радиочастот в гражданской радиосвязи

В России для гражданской радиосвязи выделены три диапазона частот:

Название	Полоса частот	Описание
«11-метровый», Си-Би, Citizens’ Band — гражданский диапазон	27 МГц	С разрешённой выходной мощностью передатчика до 10 Вт
«70 см», LPD, Low Power Device — маломощные устройства	433 МГц	Выделено 69 каналов для носимых радиостанций с выходной мощностью не более 0,01 Вт;
PMR, Personal Mobile Radio — персональные рации	446 МГц	Выделено 8 каналов для носимых радиостанций с выходной мощностью не более 0,5 Вт.

Некоторые диапазоны гражданской авиации

Полоса частот	Описание
2182 кГц	Аварийная частота, используется только для передачи сигналов SOS (MAYDAY)
74,8—75,2 МГц	Маркерные радиомаяки
108—117,975 МГц	Радиосистемы навигации и посадки.
118—135,975 МГц	УКВ-радиосвязь (командная связь).
121,5 МГц	Аварийная частота, используется только для передачи сигналов SOS (MAYDAY)
328,6—335,4 МГц	Радиосистемы посадки (глиссадный канал)
960—1215 МГц	Радионавигационные системы

Некоторые диапазоны РЛС

Полоса частот	Длины волн	Описание
3—30 МГц	HF, 10-100 м	Радары береговой охраны, «загоризонтные» РЛС
50—330 МГц	VHF, 0,9—6 м	Обнаружение на больших дальностях, исследования земли
1—2 ГГц	L, 15—30 см	Наблюдение и контроль за воздушным движением
2—4 ГГц	S, 7,5—15 см	Управление воздушным движением, метеорология, морские радары
12—18 ГГц	Ku, 1,67—2,5 см	Картографирование высокого разрешения, спутниковая альтиметрия
27—40 ГГц	Ka, 0,75—1,11 см	Картографирование, управление воздушным движением на коротких дистанциях, специальные радары, управляющие дорожными фотокамерами

Примечания

1. ↑ Гл.
   редактор Прохоров А. М. Большой энциклопедический словарь/Физика
2. ↑ Карцев Вл. Электромагнитные волны // Максвелл / Под ред. Резник С., Пекшев В.. — М.: Молодая гвардия, 1974. — Т. 5. — С. 229. — 336 с. — (Жизнь замечательных людей). — 100 000 экз. (Проверено 8 февраля 2012)
3. ↑ Физический энциклопедический словарь. Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Сов. энцикл., 1983. — С. 608.

Литература

• Справочник по радиоэлектронным системам. Под ред. Б. Х. Кривицкого. В 2-х тт. — М.: Энергия, 1979.
• Закон РФ «О связи».
• Международный Регламент радиосвязи.

См. также

• Излучение
• Канал связи
• Радиосвязь
• Радиолокация

Ссылки

• Радиоволны и частоты. Статья.
• Списки различных радиочастот и диапазонов
• Соответствия частот канальных и частотных радиостанций LPD диапазона
• ГОСТ 24375-80 Радиосвязь. Термины и определения

Радиоизлучение | это.

.. Что такое Радиоизлучение?

Антеннарадара

Запрос «Радиоволна» перенаправляется сюда; см. также другие значения.

Не следует путать с радиоактивным излучением.

Радиоизлуче́ние (радиово́лны, радиочастоты) — электромагнитное излучение с длинами волн 5·10⁻⁵—10¹⁰метров и частотами, соответственно, от 6·10¹² Гц и до нескольких Гц ^[1]. Радиоволны используются при передаче данных в радиосетях.

Содержание 1 История исследования 2 Диапазоны радиочастот и длин радиоволн 3 Примеры выделенных радиодиапазонов 3.1 Диапазоны радиочастот в гражданской радиосвязи 3.2 Некоторые диапазоны гражданской авиации 3.3 Некоторые диапазоны РЛС 4 Примечания 5 Литература 6 См. также 7 Ссылки

История исследования

О радиоволнах впервые в своих работах в 1868 году рассказал Джеймс Максвелл^[2]. Он предложил уравнение, которое описывает световые и радиоволны, как волны электромагнетизма. В 1887 году Генрих Герц экспериментально подтвердил теорию Максвелла, получив в своей лаборатории радиоволны длиной в несколько десятков сантиметров^[3].

Диапазоны радиочастот и длин радиоволн

См. также: Диапазон частот и Частота периодического процесса

Радиочастоты — частоты или полосы частот в диапазоне 3 кГц — 3000 ГГц, которым присвоены условные наименования. Этот диапазон соответствует частоте переменного тока электрических сигналов для вырабатывания и обнаружения радиоволн. Так как большая часть диапазона лежит за границами волн, которые могут быть получены при механической вибрации, радиочастоты обычно относятся к электромагнитным колебаниям.

Закон РФ «О связи» устанавливает следующие понятия, относящиеся к радиочастотам:

• радиочастотный спектр — совокупность радиочастот в установленных Международным союзом электросвязи пределах, которые могут быть использованы для функционирования радиоэлектронных средств или высокочастотных устройств;
• радиочастота — частота электромагнитных колебаний, устанавливаемая для обозначения единичной составляющей радиочастотного спектра;
• распределение полос радиочастот — определение предназначения полос радиочастот посредством записей в Таблице распределения полос радиочастот между радиослужбами Российской Федерации, на основании которых выдается разрешение на использование конкретной полосы радиочастот, а также устанавливаются условия такого использования.

Использование диапазонов по радиослужбам регламентируется Регламентом радиосвязи Российской Федерации и международными соглашениями.

По регламенту международного союза электросвязи радиоволны разделены на диапазоны от 0.3*10^N Гц до 3*10^N Гц, где N — номер диапазона. Российский ГОСТ 24375-80 почти полностью повторяет эту классификацию.

Обозн-е МСЭ	Длины волн	Название волн	Диапазон частот	Название частот	Энергия фотона, эВ,	Применение
ELF	100 Мм — 10 Мм	Декамегаметровые	3—30 Гц	Крайне низкие (КНЧ)	12.4 фэВ — 124 фэВ	Связь с подводными лодками, геофизические исследования
SLF	10 Мм — 1 Мм	Мегаметровые	30—300 Гц	Сверхнизкие (СНЧ)	124 фэВ — 1,24 пэВ	Связь с подводными лодками, геофизические исследования
ULF	1000 км — 100 км	Гектокилометровые	300—3000 Гц	Инфранизкие (ИНЧ)	1,24 пэВ — 12,4 пэВ	Радиовещание
VLF	100 км — 10 км	Мириаметровые	3—30 кГц	Очень низкие (ОНЧ)	12,4 пэВ — 124 пэВ	Связь с подводными лодками
LF	10 км — 1 км	Километровые	30—300 кГц	Низкие (НЧ)	124 пэВ — 1,24 нэВ	Радиовещание, радиосвязь
MF	1000 м — 100 м	Гектометровые	300—3000 кГц	Средние (СЧ)	1,24 нэВ — 12,4 нэВ	Радиовещание, радиосвязь
HF	100 м — 10 м	Декаметровые	3—30 МГц	Высокие (ВЧ)	12,4 нэВ — 124 нэВ	Радиовещание, радиосвязь, рации
VHF	10 м — 1 м	Метровые волны	30—300 МГц	Очень высокие (ОВЧ)	124 нэВ — 1,24 мкэВ	Телевидение, радиовещание, радиосвязь, рации
UHF	1000 мм — 100 мм	Дециметровые	300—3000 МГц	Ультравысокие (УВЧ)	1,24 мкэВ — 12,4 мкэВ	Телевидение, радиосвязь, Мобильные телефоны, рации, микроволновые печи
SHF	100 мм — 10 мм	Сантиметровые	3—30 ГГц	Сверхвысокие (СВЧ)	12,4 мкэВ — 124 мкэВ	Радиолокация, спутниковое телевидение, радиосвязь, Беспроводные компьютерные сети, спутниковая навигация
EHF	10 мм — 1 мм	Миллиметровые	30—300 ГГц	Крайне высокие (КВЧ)	124 мкэВ — 1,24 мэВ	Радиоастрономия, высокоскоростная радиорелейная связь, метеорологические радиолокаторы, медицина
THF	1 мм — 0,1 мм	Децимиллиметровые	300—3000 ГГц	Гипервысокие частоты, длинноволновая область инфракрасного излучения	1,24 мэВ — 12,4 мэВ	Экспериментальная «терагерцовая камера», регистрирующая изображение в длинноволновом ИК (которое излучается теплокровными организмами, но, в отличие от более коротковолнового ИК, не задерживается диэлектрическими материалами). Также «применяется» для построения наукообразных гипотез про «прямое зрение», «телепатию» и прочих, построенных на недоказанном предположении о якобы существующей чувствительности человеческого мозга к ГВЧ.

Классификация ГОСТ 24375-80 не получила широкого распространения и в ряде случаев вступает в противоречие с национальными стандартами (ГОСТ) в области радиоэлектроники. На практике под низкочастотным диапазоном подразумевается звуковой диапазон, а под высокочастотным — весь радиодиапазон, выше 30 кГц, в том числе сверхвысокочастотный (свыше 300 МГц).Традиционные обозначения радиочастотных диапазонов на Западе сложились в ходе Второй мировой войны. В настоящее время они закреплены в США стандартом IEEE, а также международным стандартом ITU.

Примеры выделенных радиодиапазонов

Название	Полоса частот	Длины волн	Энергия фотона, эВ,
Диапазон средних волн	530—1610 кГц	565,65—186,21 м	2,19—6,66 нэВ
Диапазон коротких волн	5,9—26,1 МГц	50,8—11,49 м	24,4—107,9 нэВ
Гражданский диапазон	26,965—27,405 МГц	11,118—10,940 м	111,5—113,3 нэВ
Телевизионные каналы: с 1 по 5	48—100 МГц	6,25—3,00 м	198,5—413,6 нэВ
Телевизионные каналы: с 6 по 12	174—230 МГц	1,72—1,30 м	719,6—951,2 нэВ
Телевизионные каналы: с 21 по 39	470—622 МГц	6,38—4,82 дм	1,94—2,57 мкэВ
Диапазон ультракоротких волн	62—108 МГц (кроме 76—90 МГц в Японии)	4,84—2,78 м (кроме 3,94—3,33 м)	256,42—446,65 нэВ (кроме 314,31—372,21 нэВ)
ISM-диапазон
Диапазоны военных частот
Диапазоны частот гражданской авиации
Морские и речные диапазоны

Диапазоны радиочастот в гражданской радиосвязи

В России для гражданской радиосвязи выделены три диапазона частот:

Название	Полоса частот	Описание
«11-метровый», Си-Би, Citizens’ Band — гражданский диапазон	27 МГц	С разрешённой выходной мощностью передатчика до 10 Вт
«70 см», LPD, Low Power Device — маломощные устройства	433 МГц	Выделено 69 каналов для носимых радиостанций с выходной мощностью не более 0,01 Вт;
PMR, Personal Mobile Radio — персональные рации	446 МГц	Выделено 8 каналов для носимых радиостанций с выходной мощностью не более 0,5 Вт.

Некоторые диапазоны гражданской авиации

Полоса частот	Описание
2182 кГц	Аварийная частота, используется только для передачи сигналов SOS (MAYDAY)
74,8—75,2 МГц	Маркерные радиомаяки
108—117,975 МГц	Радиосистемы навигации и посадки.
118—135,975 МГц	УКВ-радиосвязь (командная связь).
121,5 МГц	Аварийная частота, используется только для передачи сигналов SOS (MAYDAY)
328,6—335,4 МГц	Радиосистемы посадки (глиссадный канал)
960—1215 МГц	Радионавигационные системы

Некоторые диапазоны РЛС

Полоса частот	Длины волн	Описание
3—30 МГц	HF, 10-100 м	Радары береговой охраны, «загоризонтные» РЛС
50—330 МГц	VHF, 0,9—6 м	Обнаружение на больших дальностях, исследования земли
1—2 ГГц	L, 15—30 см	Наблюдение и контроль за воздушным движением
2—4 ГГц	S, 7,5—15 см	Управление воздушным движением, метеорология, морские радары
12—18 ГГц	Ku, 1,67—2,5 см	Картографирование высокого разрешения, спутниковая альтиметрия
27—40 ГГц	Ka, 0,75—1,11 см	Картографирование, управление воздушным движением на коротких дистанциях, специальные радары, управляющие дорожными фотокамерами

Примечания

1. ↑ Гл. редактор Прохоров А. М. Большой энциклопедический словарь/Физика
2. ↑ Карцев Вл. Электромагнитные волны // Максвелл / Под ред. Резник С., Пекшев В.. — М.: Молодая гвардия, 1974. — Т. 5. — С. 229. — 336 с. — (Жизнь замечательных людей). — 100 000 экз. (Проверено 8 февраля 2012)
3. ↑ Физический энциклопедический словарь. Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Сов. энцикл., 1983. — С. 608.

Литература

• Справочник по радиоэлектронным системам. Под ред. Б. Х. Кривицкого. В 2-х тт. — М.: Энергия, 1979.
• Закон РФ «О связи».
• Международный Регламент радиосвязи.

См. также

• Излучение
• Канал связи
• Радиосвязь
• Радиолокация

Ссылки

• Радиоволны и частоты. Статья.
• Списки различных радиочастот и диапазонов
• Соответствия частот канальных и частотных радиостанций LPD диапазона
• ГОСТ 24375-80 Радиосвязь. Термины и определения

Юпитер | Факты, спутники, кольца, температура, размер и цвет

14 апреля 2023 г. , 13:51 по восточноевропейскому времени (AP)

Европейский космический корабль на пути к Юпитеру и его ледяным спутникам поиски Юпитера и трех его покрытых льдом спутников

Самые популярные вопросы

Каков период обращения Юпитера?

Юпитеру требуется почти 12 земных лет, чтобы совершить оборот вокруг Солнца, и он делает один оборот примерно каждые 10 часов, что более чем в два раза быстрее Земли.

Когда было открыто кольцо Юпитера?

Впервые предположение о существовании кольца Юпитера было выдвинуто в 1974 году в результате находок космического корабля «Пионер-10», приближавшегося к планете. Кольцо было проверено в 1979 году первым космическим кораблем «Вояджер», когда он пересек экваториальную плоскость планеты.

Является ли Юпитер самой большой планетой Солнечной системы?

Юпитер — самая массивная планета Солнечной системы. Его экваториальный диаметр составляет около 143 000 км (88,900 миль).

Из чего состоит Юпитер?

Юпитер состоит в основном из водорода и гелия. Ожидается, что в равновесных условиях все обильные химически активные элементы будут соединяться с водородом. Таким образом, во время более раннего изучения Юпитера предполагалось присутствие метана, аммиака, воды и сероводорода. За исключением сероводорода, все эти соединения были обнаружены спектроскопическими наблюдениями с Земли.

Юпитер , самая массивная планета Солнечной системы и пятая по удаленности от Солнца. Это один из самых ярких объектов на ночном небе; только Луна, Венера и иногда Марс ярче. Юпитер обозначен символом ♃.

Когда древние астрономы назвали планету Юпитером в честь римского повелителя богов и небес (также известного как Юпитер), они не имели представления об истинных размерах планеты, но название подходит, поскольку Юпитер больше всех других планет комбинированный. Для обращения вокруг Солнца требуется почти 12 земных лет, и оно вращается примерно каждые 10 часов, что более чем в два раза быстрее Земли; его красочные полосы облаков можно увидеть даже в небольшой телескоп. Имеет узкую систему колец и 92 известных спутника, один больше планеты Меркурий и три больше земной Луны. Некоторые астрономы предполагают, что спутник Юпитера Европа может скрывать под ледяной коркой океан теплой воды и, возможно, даже какую-то жизнь.

Юпитер имеет внутренний источник тепла; он излучает больше энергии, чем получает от Солнца. Давление в его недрах настолько велико, что водород существует в жидком металлическом состоянии. У этого гиганта самое сильное магнитное поле среди всех планет, а магнитосфера настолько велика, что, если бы его можно было увидеть с Земли, его видимый диаметр превышал бы диаметр Луны. Система Юпитера также является источником интенсивных всплесков радиошума, на некоторых частотах иногда излучающего больше энергии, чем Солнце. Однако, несмотря на все его превосходные степени, Юпитер почти полностью состоит только из двух элементов, водорода и гелия, и его средняя плотность ненамного превышает плотность воды.

Просмотрите изображения Юпитера, полученные с помощью устройства Long Range Reconnaissance Imager (LORRI) на борту космического корабля «Новые горизонты».

Просмотреть все видео к этой статье. «Пионеры» 10 и 11 в 1973–74 гг., «Вояджеры-1» и «Вояджеры-2» в 1979 г., а также орбитальный аппарат и зонд «Галилео», прибывшие к Юпитеру в декабре 1995 г. Космический корабль «Пионер» служил разведчиками для «Вояджеров», показывая, что радиационная среда Юпитера была терпимой. и составление карты основных характеристик планеты и ее окружающей среды. Большее количество и повышенная сложность инструментов «Вояджера» предоставили так много новой информации, что она все еще анализировалась, когда началась миссия «Галилео». Все предыдущие миссии были пролетными, но «Галилео» запустил зонд в атмосферу Юпитера, а затем вышел на орбиту вокруг планеты для интенсивных исследований всей системы до сентября 2003 года. В июле 2016 года орбитальный аппарат «Юнона» прибыл к Юпитеру для миссии, последние два года. Другие взгляды на систему Юпитера были получены в конце 2000 г. и начале 2001 г. во время пролета космического корабля «Кассини» по пути к Сатурну и в 2007 г. во время пролета космического корабля «Новые горизонты» по пути к Плутону. Наблюдения за ударами фрагментированного ядра кометы Шумейкера-Леви 9с атмосферой Юпитера в 1994 г. также дал информацию о ее составе и структуре.

Викторина «Британника»

Все в космосе за 25 минут

Что такое радиоастрономия?

• Как производятся радиоволны?
• Что такое радиотелескоп?
• Что мы узнаем из радиоастрономии?
• Хотите узнать больше?

Когда вы смотрите в ночное небо, вы видите свет, испускаемый звездами. Этот свет путешествовал по космосу десятки, сотни или тысячи лет, прежде чем попасть в ваш глаз. Когда астрономы используют большие телескопы для исследования Вселенной, слабый свет, который они собирают, может исходить от объектов, удаленных от нас на миллионы или миллиарды световых лет. По сути, мы видим объекты такими, какими они были в прошлом, поскольку это световое время требуется для путешествия в пространстве. Астрономия, пожалуй, самая древняя из наук, изучает небесные объекты, включая планеты, звезды, галактики и даже Вселенную в целом. Что тогда радио астрономия?

Когда вы слушаете радио, пользуетесь мобильным телефоном или смотрите телевизор, вы используете устройство, принимающее радиоволны. Радиоволны — это форма электромагнитного излучения, точно так же, как видимый свет, который вы привыкли видеть своими глазами. Отличие радиоволн в том, что они имеют большую длину волны и более низкую частоту, чем видимый свет. Они также несут меньше энергии. Видимый свет обладает достаточной энергией, чтобы помочь растениям производить себе пищу посредством фотосинтеза. Радиоволны намного слабее, поэтому нам нужны электронные усилители, которые помогут нам усилить их сигнал. Любое электромагнитное излучение с длиной волны более 1 мм является радиоволной.

Впервые радиоволны были обнаружены из космоса в 1930-х годах, но немногие ученые восприняли это открытие всерьез. Развитие радаров во время Второй мировой войны привело к усовершенствованию антенн и электроники. После войны многие ученые начали использовать это оборудование для исследования радиосигналов, приходящих из космоса. Австралия была в авангарде этой работы, и ученые из радиофизической лаборатории CSIRO сделали много важных открытий. Родилась наука радиоастрономия.

Как производятся радиоволны?

Все вокруг нас состоит из атомов. Атомы, в свою очередь, состоят из субатомных частиц, а электроны вращаются вокруг ядра, состоящего из протонов и нейтронов. Когда заряженные частицы, такие как электроны и протоны, ускоряются, изменяя свою скорость или направление, они испускают электромагнитное излучение. Мы можем обнаружить множество форм электромагнитного излучения, которые вместе составляют электромагнитный спектр. Длинноволновая, низкочастотная, следовательно, низкоэнергетическая форма называется радиоволн . Растущий по частоте и энергии электромагнитный спектр включает в себя радио- и микроволны, инфракрасные волны, видимый свет, ультрафиолетовые лучи, рентгеновские лучи и γ- или гамма-лучи.

Электромагнитный спектр (Источник: НАСА )

Каждый тип электромагнитного излучения возникает при определенных условиях. Теперь астрономы могут обнаруживать все эти типы излучений, иногда с помощью наземных телескопов. Некоторые формы, такие как рентгеновские лучи, могут быть обнаружены только телескопами в космосе, поскольку наша атмосфера поглощает их, не давая им достичь поверхности Земли. Обнаружив и изучив электромагнитное излучение, астрономы могут определить условия, вызвавшие их, и таким образом расширить наше понимание объектов и условий далеко в космосе.

Итак, что именно говорят нам радиоволны? Чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно понять, как они производятся. Есть две основные формы радиоизлучения; тепловые и нетепловые .

Тепловое излучение вызывается движением заряженных объектов, таких как молекулы и атомы. Поскольку в любой материи хранится некоторое количество тепловой энергии, атомы вибрируют, излучая электромагнитное излучение. Чем больше накоплено энергии, тем сильнее вибрируют атомы и тем больше количество испускаемого излучения.

Когда газ нагревается, энергии в конце концов будет достаточно, чтобы выбить один или несколько электронов, вращающихся вокруг атома. Атом теперь ионизирован и имеет положительный заряд, в то время как электрон теперь свободен . Когда отрицательные электроны движутся в этом высокотемпературном заряженном газе (называемом плазмой ), они постоянно взаимодействуют с положительными зарядами. Поскольку они таким образом ускоряются, они излучают электромагнитное излучение.

Другая форма теплового излучения обусловлена ​​вращением электронов, когда они «вращаются» вокруг ядра. Возбужденный электрон теряет энергию, переводя свой спин обратно в более стабильное состояние. Радиоволна, излучаемая в этом процессе, всегда имеет определенную дискретную длину волны. Например, электрон в нейтральном атоме водорода посредством этого процесса генерирует радиоволны с длиной волны 21 см. Поскольку водород является самым распространенным элементом во Вселенной, эта 21-сантиметровая линия водорода была одним из первых радиоизлучений, обнаруженных из космоса, и продолжает оставаться ключевой длиной волны для наблюдений астрономов.

Нетепловые источники радиоволн включают синхротронное излучение , при котором электроны, движущиеся со скоростью, близкой к скорости света, ускоряются в сильных магнитных полях. Такие условия возникают в очень мощных источниках, таких как квазары, активные ядра галактик и остатки сверхновых, остатки взорвавшихся массивных звезд. Выбросы геосинхротрона — это родственный процесс, производимый пульсарами, быстро вращающимися нейтронными звездами, которые являются остатками более массивных звезд. Мазеры или микроволновое усиление за счет стимулированного излучения излучения аналогичны лазерам, но работают на коротковолновых радиочастотах или микроволнах вместо видимого света. Естественные источники мазеров иногда обнаруживаются в облаках молекул в областях, где формируются звезды.

Что такое радиотелескоп?

Радиотелескоп — это просто телескоп, предназначенный для приема радиоволн из космоса. В простейшей форме он состоит из трех компонентов:

1. Одна или несколько антенн для приема входящих радиоволн. Большинство антенн представляют собой параболические тарелки, которые отражают радиоволны к приемнику точно так же, как изогнутое зеркало может фокусировать видимый свет в точку. Однако антенны могут быть и другой формы. Антенна Яги, подобная той, которая использовалась для приема телепрограмм, может использоваться для радиоастрономии, как это было в первых телескопах Довер-Хайтс.
2. A приемник и усилитель для усиления очень слабого радиосигнала до измеримого уровня. В наши дни усилители чрезвычайно чувствительны и обычно охлаждаются до очень низких температур, чтобы свести к минимуму помехи из-за шума, создаваемого движением атомов в металле.
3. Регистратор для записи сигнала. На заре радиоастрономии это обычно был самописец, который чертил график на бумаге чернилами. Большинство радиотелескопов в настоящее время записывают напрямую на какой-либо диск памяти компьютера, поскольку астрономы используют сложное программное обеспечение для обработки и анализа данных.

На фотографиях ниже показаны три типа радиотелескопов. На первом изображен один из первых телескопов, использовавшихся на Довер-Хайтс в Сиднее, Австралия, после Второй мировой войны. Реплика оригинала теперь выставлена ​​​​на сайте. Второй — радиотелескоп Паркса, звезда фильма «Блюдо ». Он открылся в 1961 году и работает до сих пор. Параболическая антенна имеет диаметр 64 м. Третий телескоп — это Компактный массив австралийских телескопов возле Наррабри, северный Новый Южный Уэльс. Он открылся в 1988 и состоит из шести 22-метровых тарелок, которые могут быть разнесены на расстояние до 6 км вдоль железнодорожного пути. Этот современный тип телескопа, в котором несколько тарелок работают вместе, называется интерферометром. Радиоинтерферометры позволяют астрономам изучать объекты более детально, чем это возможно с помощью одной тарелки. Чем больше общая площадь сбора, тем слабее радиосигналы, которые можно обнаружить.

Dover Heights

Радиотелескоп Parkes

Australia Telescope Compact Array

Радиотарелки не должны быть такими же гладкими или блестящими, как оптические зеркала, потому что «свет», который они отражают, радиоволны, имеют большую длину волны, чем видимый свет. Поверхность тарелки компактного массива австралийских телескопов гладкая с точностью до миллиметра или около того, в отличие от поверхности стеклянного зеркала, которая обычно в тысячу раз более гладкая.

Чему нас учит радиоастрономия?

Радиоастрономия изменила наш взгляд на Вселенную и значительно расширила наши знания о ней. Традиционная оптическая астрономия отлично подходит для изучения таких объектов, как звезды и галактики, которые излучают много видимого света. Однако отдельные звезды обычно являются лишь слабыми излучателями радиоволн. Мы обнаруживаем радиоволны от нашего Солнца только потому, что оно находится так близко, хотя его радиоизлучение может нарушить радиосвязь на Земле, когда разразится солнечная буря.

Холодные газовые облака, обнаруженные в межзвездном пространстве, излучают радиоволны на различных длинах волн. Поскольку водород является самым распространенным элементом во Вселенной и часто встречается в галактиках, астрономы используют его характерное излучение на длине волны 21 см для картографирования структуры галактик. На изображении ниже показана часть нашей галактики Млечный Путь. Оранжевые области представляют собой нейтральный газообразный водород, сырье, из которого состоят звезды. Астрономы называют нейтральный водород HI. Яркие области окружают темную дыру или пустоту диаметром более 2000 световых лет, где нет газа. Астрономы считают, что дыра была выдолблена в течение нескольких миллионов лет примерно 300 массивными звездами, которые производили выбросы вещества (ветры), а затем, наконец, взорвались как сверхновые звезды. Пустота стала настолько большой, что вырвалась из диска галактики, образовав дымоход, простирающийся более чем на 3000 световых лет с обеих сторон галактической плоскости.

Оболочка была получена с помощью Австралийского телескопа Compact Array и радиотелескопа Parkes на частоте 1420 МГц. Предоставлено: N. McClure-Griffiths (ATNF) и группа по исследованию южной галактической плоскости .

Радиоволны также беспрепятственно распространяются из-за пыли в нашей галактике, поэтому мы можем обнаруживать другие галактики, которые находятся за пределами центра нашей галактики вдоль луча зрения. Эти галактики невозможно увидеть с помощью видимого света и оптических телескопов.

Радиоастрономия обнаружила множество новых типов объектов. К ним относятся пульсары, быстро вращающиеся нейтронные звезды, представляющие собой схлопнувшиеся ядра массивных звезд, израсходовавших свое топливо. Пульсары испускают в космос интенсивные радиолучи радиоволн, очень похожие на луч маяка, когда он вращается. Радиотелескоп Паркса был использован для обнаружения более половины из 1480 известных пульсаров. В 2003 году астрономы с помощью радиотелескопа Паркса обнаружили два пульсара, вращающихся вокруг друг друга, что стало первой известной такой системой. Дальнейшие наблюдения за этой захватывающей системой помогут ученым лучше проверить и уточнить общую теорию относительности Эйнштейна. На изображении ниже показано, как художник представляет систему бинарных пульсаров.

Авторы и права: John Rowe Animation

В 1963 году с его помощью также было обнаружено, что объект 3C273 был не звездой, а чрезвычайно ярким и далеким новым классом объектов, которые мы сейчас называем квазарами. Это первичные галактики со сверхмассивными черными дырами в их центрах и одни из самых мощных объектов во Вселенной. Менее энергичные, но связанные объекты, называемые активными галактическими ядрами (или AGN), в настоящее время регулярно изучаются с помощью радиоастрономии.

Астрономы, пытавшиеся определить источник помех в радиоантенне, в 1960-х годах обнаружили космическое микроволновое фоновое излучение, послесвечение Большого взрыва.