Radioastronomia

Luken Egiluz

ORIGENES

Despues del descubrimiento de las ondas de radio, hacia 1888 (Heinrich Hertz) ,donde pudo medir las ondas de radiofrecuencia en su laboratorio, no sin antes de apoyarse en la famosa teoria de la radiacion electromagnetica de maxwell (1865).

Ni que decir que los instrumentos de medida estaban en consonancia con la tecnologia de la epoca, donde los dispositivos mas comunes eran la bateria, galvanometro y tubos llenos de particulas, amen de hilos a modo de antenas.

Realmente tuvo que ser un aficionado (K.G. Jansky) trabajador de la Compañia de Telefonos Bell y a pesar de no ser escuchadas sus investigaciones fue el pionero de esta especialidad, incluso tampoco los astronomos ni radioingenieros estuvieron dispuestos en seguirlas. Tuvieron que pasar los años donde tan solo otro aficionado siguio con sus trabajos (Grote Reber).

Reber, a pesar de su condicion modesta construyo un reflector parabolico de 10 metros de diametro, dentro del patio de su casa en el estado norteamericano de Illinois. Eligio este tipo de antena para poder discriminar entre fuentes de "ruido cosmico" mas bien cercanas entre ellas (mayor resolucion), con solo un tipo de giro - de abajo arriba - alrededor de un eje dirigido de este a oeste y por razones de economia no pudo construirla en su azimut. A pesar de ello y de esta forma la citada antena podia explorar cualquier objeto celeste una vez al dia cuando cruzara logicamente el meridiano.su sensibilidad minima detectable era de 7 x 10-22 w/m2.

Este instrumento debe considerarse el antepasado de los enormes radiotelescopios actuales (1938). Siendo el tributo a la perseverencia de los aficionados citados, ya que por ese año se registro el primer ruido de la via lactea en la frecuencia de 162 mhz., Alcanzandose la maxima intensidad de la señal en la zona zodiacal de Sagitario que se encuentra casi en la mitad de nuestra galaxia. Sirva indicar que el citado ruido es mas intenso a frecuencias bajas. Hacia 1945 ya se pudo publicar un mapa completo del ruido cosmico de radio a esa frecuencia.

Con motivo de las guerras los radares contra aeronaves hacia la primavera de 1942 sufrieron graves interferencias cuando estaban operando en las frecuencias de alta frecuencia (HF, de 55 a 80 mhz.)pensando los britanicos que el ejercito aleman les estaba interfiriendo voluntariamente sus radares.

Tras unos dias comprobaron que la fuente del ruido no era debido a los alemanes sino al sol, con una fuerte mancha solar, confirmandose despues de 40 años que la actividad de las manchas solares estaban asociadas a la explosion inusitada de ondas de radio. (conjeturas de charles nordmann).

Acabada la segunda guerra mundial los radares fueron modificados para poder rastrear en la frecuencia de 64 mhz.comenzandose asi el estudio de las radioestrellas o fuentes discretas , ya que se complementaban con el estudio optico de las estrella,ya que se creia que el espacio interestelar estaba ocupado con gas hidrogeno rarificado, se intensifico el estudio en la linea espectral de dicho elemento (1420 mhz), ya que supera el 80% del total de la materia.

Indicar que las ondas de radio como la luz y otras formas de radiacion electromagnetica, consisten en vibraciones mutuamente perpendiculares de los campos electrico y magnetico,transversales a la direccion de propagacion.

Actualmente se estudian muchos tipos de rayas espectrales en radioastronomia a parte de la ya citada de 21 cm de longitud de onda correspondiendo exactamente a 1420.4058 mhz a modo de hidrogeno neutro. Tambien tenemos la raya espectral del hidroxilo (oh) en logitud de onda de 18 cm. Indicar que estas rayas de radio (oh) fueron las primeras rayas moleculares detectadas por metodos radioastronomicos. Respecto al amoniaco se trabaja en ondas entre 1,20 y 1,27 cm. Respecto a la molecula/s agua en 1,35 cm., Para terminar indicar que la transicion rotacional del formaldehido es detectable en una longitud de onda de 6,22 cm.

Visto esto es dificil prever qué rayas se descubriran en los proximos años, mas probable a modo de recombinacion de otros elementos.
Para terminar en este apartado de la historia, sirva indicar que las observaciones en la raya de 21 cm del hidrogeno tambien proporcionan medios para investigar la estructura y las masas de las galaxias exteriores proximas.


A continuacion y a modo de reseña, indicamos las radiofuentes discretas observadas/detectadas en sus frecuencias:

En 1968 se publico ya el quinto catalogo de Cambridge (Kanderline y Pooley) con cerca de 500 radiofuentes en las frecuencias de 408 y 1407 mhz.

A partir de esta epoca se haria interminable reseñar las radiofuentes descubiertas hasta el dia de hoy pero indicamos las nuevas frecuencias utilizadas: 38, 159, 178, 195, 430, 600,750, 906, 1410, 1415, 2650 mhz.

INSTRUMENTACION

Radiotelescopio

A pesar de la variedad de los aparatos empleados en la actualidad en el campo de la radioastronomia, todos poseen los mismos componentes basicos:

Ni que decir tiene que entre los elementos citados existen dispositivos a modo de preamplificadores, discriminadores, motores para el cambio de orientacion, etc.

Tipos de antenas

Sirva indicar que los posibles diseños de antenas son casi interminables y son muchos los tipos empleados en radioastronomia. El mas comun de los tipos de antenas es el dipolo y es el que generalmente aparece como el elemento principal por muy compleja que pueda aparecer la antena en si.
Los dipolos se usan para todas las frecuencias con la unica excepcion para las frecuencias muy altas, los dipolos en emision son excitados por lineas de transmision bien a cable descubierto o con cables de tipo coaxial.

Las antenas pueden ser tambien reflectores (angulares y parabólicos). El reflector angular consiste en dos planos que se intersectan a modo de "libro parcialmente abierto". El dipolo en ella se situa en el espacio entre los dos planos paralelos y paralelo a la linea de bajada o de interconexion.

La ganancia del refelector angular es algo mas grande que la de un dipolo con reflector plano (libro totalmente abierto). Respecto a los reflectores parabolicos, el dipolo se situa en su foco, no habiendo en principio limite en su ganancia, ya que la misma es proporcional al area del paraboloide, otra cosa sería su construccion en dimensiones muy grandes -por ejemplo- el de Arecibo (Puerto Rico).

Observacion de la radiacion solar por un "radiotelescopio de radioaficionado"

Cuando el sol se encuentra perturbado es la fuente celeste mas facil de observar con un equipo sencillo de radio (receptor ordinario de onda corta-decametricas). El mismo puede captar fuertes erupciones solares estanado conectado a una antena de al menos tres elementos direccional utilizada por buena parte de los radioaficionados de todo el mundo (atualmente se utiliza con rotores de declinacion y azimut).

Sirva indicar que la citada antena y equipo receptor pude utilizarse para la observacion del radioespectro de la via lactea, jupiter, ect (20 mhz.). El radio receptor debe sintonizarse entorno a la citada frecuencia, aumentando el volumen hasta que se oiga el silbido constante de ruido de fondo, descartando el propio interno (electronico) del equipo e interferencias de otras señales propias de las radiocomunicaciones terrestres. Indicar que una vez descartadas las mismas , estaremos recibiendo las de origen galactico si desconectamos por un momento la antena, cesando claramente el ruido.

El sonido-ruido que se escucha es un rapido aumento en el silbido seguido por una suave declinacion hasta el nivel original, con un periodo inferior al minuto. Las señales tipicas del sol suele estar entorno a los tres minutos, no debiendo de confundirse con los estallidos de origen tormentoso terrestre (relampagos) que son descargas de electricidad estatica facilmente distinguible de las del sol que son mas lento crecimiento y desparicion.

Una ventaja importante de tener una antena dirigible es que puede "enfocarse" o separarse del sol, dandonos su diferencia de señal la certidumbre de la procedencia de las señales del astro rey, sin olvidar que como todo tipo de observaciones la paciencia suele ser la mejor arma en la consecucion del exito explorador.

Los equipos llevan un sistema de calibracion interna para el ajuste de la señal interior/exterior donde se pueden contrastar e igualar las señales a modo de referencia. Si encima disponemos de un registrador grafico, mejor que mejor.


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