Si e zbulon universin radioastronomia

Nëse i kërkoni një astronomi të zgjedhë foton e vetme më emocionuese në të gjithë astronominë, shumë do të tregojnë një unazë portokalli të njohur. Ky imazh tregon një vrimë të zezë 6.5 miliardë herë më masive se dielli ynë në zemër të një galaktike 55 milionë dritë – vite larg. Detajet e vogla të fotos kanë zbuluar se vrima e zezë po rrotullohet në drejtim të akrepave të orës dhe konsumon ekuivalentin e qindra masave të Tokës çdo vit. Edhe linjat e reja të prera paraqesin shenja treguese të një fushe të fortë magnetike. Të gjithë këto detaje mund të regjistrohen nga radio-teleskopët, të aftë për të kapur edhe anët më të padukshme të universit.

Kjo pamje e paprecedentë e një prej objekteve më misterioze në të gjithë fizikën është e fundit në një varg të gjatë zbulimesh të mundësuara nga radio astronomia. Shkenca e përfshirë në imazhin e famshëm mund të jetë tronditëse, por shkenca që e bëri të mundur është mbresëlënëse në vetvete, duke u lejuar studiuesve që punojnë së bashku në të gjithë planetin një mënyrë krejtësisht të re për të studiuar kozmosin.

Valët e radios shtrihet në një ekstrem të spektrit elektromagnetik, ku valët e dritës kanë energji të ulëta. Valët e para të radios të zbuluara, të prodhuara nga përshpejtimi i grimcave të ngarkuara, u krijuan artificialisht në fund të viteve 1800. Lehtë për t’u bërë, me gjatësi vale të gjata që i lejonin ata të udhëtonin në distanca të mëdha të patrazuara, valët e radios u panë menjëherë si një mjet i shkëlqyer komunikimi. Nga fillimi i shekullit të 20-të, fizikanët e dinin se valët mund të prodhoheshin edhe nga fenomene natyrore, si rrufetë, por ata kryesisht donin të shmangnin këto burime të bezdisshme “zhurme” për të përmirësuar qartësinë, fuqinë dhe shtrirjen e teknologjisë së komunikimit radio.

Karl Jansky po punonte pikërisht për këtë qëllim kur zbuloi për herë të parë “zhurmën e yjeve” aksidentalisht në vitin 1931. Si fizikan dhe inxhinier në Bell Labs, ai projektoi një antenë të madhe 100 metra të gjerë dhe 20 metra të lartë të montuar në një grup gomash Model T kështu që mund të rrotullohet dhe të tregojë në çdo drejtim. Kolegët e tij ia vunë nofkën “qelbësja e Janskit”.

Kur Jansky filloi të përdorte antenën, ai vuri re një fërshëllimë të dobët, por të vazhdueshme në të dhënat e tij. Duke përfituar nga manovrimi i rrotullës së rrotullimit, ai gjurmoi burimin dhe përfundimisht gjeti vendndodhjen e tij. Antena nuk po kapte stuhitë e afërta ose burimet e humbura të rrezatimit të lidhur me Tokën – ajo po zbulonte energji që vinte nga qendra e Rrugës së Qumështit.

Zbulimi i Jansky u prit kryesisht me kuriozitet të butë nga komuniteti i astronomisë. Në mes të Depresionit të Madh, observatorët nuk ishin të gatshëm të vendosnin fondet e tyre të kufizuara drejt teknologjisë së re spekulative. Por një shkencëtar dhe inxhinier i ri i quajtur Grote Reber e gjeti zbulimin e Janskit magjepsës dhe u zotua t’i kushtonte karrierën e tij studimit të sinjaleve radio nga hapësira. Pasi u refuzua për një punë në Bell Labs, ai vendosi të ndërtojë teleskopin e tij radio në oborrin e shtëpisë së tij në Illinois: një pjatë parabolike 31 këmbë me një marrës radioje të montuar direkt mbi të.

Përpjekjet e tij ishin jashtëzakonisht të suksesshme, duke riprodhuar vëzhgimet e Jansky dhe më pas duke krijuar hartën e parë radio të qiellit. Ai gjeti pika të emetimit të ndritshëm të radios që më vonë do të identifikoheshin si galaktika të largëta dhe mbetjet e lëna pas nga supernovat e fundit. Në vitin 1940, Reber po botonte në The Astrophysical Journal dhe puna e tij krijoi një interes më të gjerë në vëzhgimet e radios në komunitetin astronomik.

Vëzhgimi i këtyre gjatësive të valëve më të gjata u dha astronomëve një dritare krejtësisht të re në univers, duke i lejuar ata të zbulonin emetimin e radios të prodhuar nga shkëlqimi i burimeve të zbehta të largëta të nxehtësisë dhe fizikës ekzotike të aftë për të përshpejtuar grimcat e ngarkuara në mënyra ekstreme dhe të papritura. Radioteleskopët ishin të parët që zbuluan mbetjet kompakte që rrotullohen me shpejtësi të yjeve masivë të vdekur të njohur si pulsarët, sfondin kozmik të mikrovalës (drita që mban gjurmët e gishtave të vetë Big Bengut) dhe shenjat e para të vrimave të zeza supermasive në qendrat e galaktikave, duke përfshirë tonën – burimi i dyshuar i zbulimit origjinal të Jansky. Këto dukuri janë thjesht të padukshme nëse shikoni vetëm dritën e dukshme.

Shkenca e radioastronomisë është emocionuese, por teleskopët duken qartësisht të çuditshëm për këdo që është mësuar me teleskopët e pasqyruar me shkëlqim që ata kanë parë. Megjithatë, në gjatësitë e gjata të valëve të dritës së radios, enët e radioteleskopëve janë gjithashtu me shkëlqim, duke reflektuar valët e radios nga qielli deri te marrësi, ashtu si drita e dukshme reflektohet nga pasqyra e teleskopit dhe në një okular. Radioteleskopët ndjekin gjithashtu të njëjtat parime themelore të teleskopëve me dritë të dukshme: më të efektshmet duhet të shkojnë diku në errësirë ​​(për të eliminuar burimet konkurruese të dritës) dhe sa më të mëdhenj aq më mirë.