Wat zijn radiogolven?

Karl Jansky bij zijn radiotelescoop

Karl Jansky bij zijn radiotelescoop. Hij nam als eerste radiostraling uit het heelal waar met zijn radiotelescopen.

Radiogolven hebben de langste golflengtes van het elektromagnetische spectrum. De golflengtes variëren van ongeveer 30 cm tot groter dan onze planeet. Het bestaan van radiogolven werd omstreeks 1880 aangetoond door Heinrich Hertz. Hij gebruikt een vonkboog die was bevestigd aan een inductiespoel en een aparte vonkboog als ontvanger. Golven die werden opgewekt door de spoel werden opgevangen door de ontvangende antenne waarbij ook hier vonken zichtbaar waren in de vonkboog. Hertz toonde met dit experiment aan dat deze signalen alle eigenschappen hadden van elektromagnetische golven.

Je kan je radio afstemmen op een bepaalde golflengte of frequentie en naar je favoriete muziek luisteren. De radio ontvangt deze elektromagnetische radiogolven en zet ze om in mechanische vibraties in de luidspreker om zo geluidsgolven te maken die je met je oor kan horen.

Radio bronnen in het zonnestelsel

Astronomische objecten die een wisselend magneetveld hebben kunnen radiogolven produceren. Onderstaande opname is gemaakt door de WIND-satelliet en laat uitbarstingen zien van de corona van de Zon en van planeten in ons zonnestelsel. Uiterst rechts zijn uitbarstingen van de Zon zichtbaar die worden veroorzaakt door elektronen die door zonnevlammen de ruimte in worden geschoten met snelheden tot wel 20% van de lichtsnelheid.

Radiotelescopen kijken naar planeten, kometen, reusachtige wolken van gas en stof, sterren en sterrenstelsels. Door de radiostraling van deze objecten te bestuderen die door deze bronnen worden uitgezonden leren astronomen heel veel over hun samenstelling, hun structuur en hun beweging. Radio-astronomie heeft het grote voordeel dat zonlicht wolken en regen geen invloed hebben op de waarnemingen.

De radiotelescoop in het Duitse Effelsberg

De radiotelescoop in het Duitse Effelsberg. De schotel heft een doorsnede van 100 meter. De radiotelescoop is één van de grootste ter wereld.(credit: Wikimedia Commons)

Omdat radiogolven veel langer zijn dan golven van zichtbaar licht worden radiotelescopen ook heel anders gemaakt. Een radiotelescoop moet fysiek veel groter zijn dan een optische telescoop om afbeeldingen te maken van een vergelijkbare resolutie. Ze kunnen daarentegen wel veel lichter gemaakt worden door allemaal gaatjes aan te brengen in de schotels. De lange radiogolven zien deze openingen namelijk niet. Radiotelescopen hebben een geen groot oplossend vermogen. Zo heeft bijvoorbeeld de radiotelescoop in het Duitse Effelsberg met een schotel van 100 meter doorsnede een lagere resolutie dan een gemiddelde amateurtelescoop.

Een hele grote telescoop

Westerbork Synthesis Radio Telescope

Westerbork Synthesis Radio Telescope. De radiotelescoop bestaat uit verschillende verrijdbare antennes die samen één grote telescoop vormen. (Credit: Wikimedia Commons)

Om met behulp van radiotelescopen heldere en gedetailleerde opnames te maken combineren astronomen vaak kleinere telescopen samen in een netwerk. Samen kunnen deze telescopen werken als één grote telescoop waarvan de resolutie wordt bepaald door de grootte van het gebied. Voorbeelden van dergelijke netwerken zijn de radiotelescopen in Westerbork en de Very Large Array in de Verenigde Staten. In Chili verrijst momenteel de ALMA-radiotelescoop van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht en dichterbij kennen we ook nog het LOFAR-netwerk met het centrum in Drenthe. De techniek die gebruikt wordt in de radioastronomie bij lange golflengtes kan soms ook gebruikt worden aan de andere kant van het spectrum,bij het waarnemen van microgolven.

De radio hemel

Als we met een radiotelescoop naar de sterrenhemel kijken op een frequentie van 408 Mhz dan ziet die er totaal anders uit dan wanneer we in zichtbaar licht kijken. I plaats van puntbronnen als sterren kunnen we verre quasars, stervormingsgebieden en supernova restanten bekijken.

Met radiotelescopen zijn quasars te bestuderen, quasar is een afkorting van een quasi stellaire radio bron. Deze naam komt voort uit het feit dat de eerste quasars die werden gevonden voornamelijk radiostraling uitzonden en heel veel op gewone sterren leken. Quasars zijn rijk aan energie, ze zenden soms wel 1000 keer meer energie uit dan ons eigen sterrenstelsel. Echter de meeste quasars zijn niet in het zichtbare deel van het spectrum te zien omdat ze worden omringd door stof van omliggende sterrenstelsels.

Eerste publicatie: 12 april 2015