रेडियो खगोल विज्ञान में एक नए युग के पाचन में सहायता के लिए, नीदरलैंड में वेस्टरबर्क सिंथेसिस रेडियो टेलीस्कोप (डब्लूएसआरटी) में सुधार के लिए एक नई तकनीक है। WSRT में सिर्फ 14 रेडियो एंटेना में से एक के फोकल विमान में डिटेक्टरों की एक प्लेट जोड़कर, नीदरलैंड इंस्टीट्यूट फॉर रेडियो एस्ट्रोनॉमी (ASTRON) के खगोलविदों को 3.5 डिग्री चाप द्वारा अलग किए गए दो पल्सर की छवि बनाने में सक्षम किया गया है, जो कि पृथ्वी से देखे गए पूर्ण चंद्रमा के आकार का लगभग 7 गुना।
नई परियोजना - जिसे अर्टिफ कहा जाता है - रेडियो टेलीस्कोप के फोकल विमान में डिटेक्टरों की एक सरणी का उपयोग करती है। यह feed चरणबद्ध सरणी फ़ीड ’- 121 अलग-अलग डिटेक्टरों से बना है - 30 से अधिक बार रेडियो टेलीस्कोप के दृश्य क्षेत्र को बढ़ाता है। ऐसा करने में, खगोलविद आकाश के बड़े हिस्से को रेडियो स्पेक्ट्रम में देख पा रहे हैं। यह महत्वपूर्ण क्यों है? खैर, हमारे भोजन के पाठ्यक्रम को ध्यान में रखते हुए, एक थिंबल के साथ एक कटोरी सूप खाने की कोशिश करें - आप केवल एक बार में सूप का एक छोटा सा हिस्सा अपने मुंह में प्राप्त कर सकते हैं। फिर कल्पना करें कि इसे एक करछुल के साथ खाने की कोशिश करें।
रेडियो स्रोतों के लिए आकाश का सर्वेक्षण और अवलोकन करने का यह एक ही सादृश्य है। एपर्टिफ़ परियोजना के सिद्धांत अन्वेषक डॉ। टॉम ओस्टेरलो नई तकनीक के मांस के बारे में बताते हैं:
“चरणबद्ध सरणी फ़ीड में 121 छोटे एंटेना होते हैं, बारीकी से एक साथ पैक किए जाते हैं। यह मैट्रिक्स लगभग 1 वर्ग मीटर को कवर करता है। प्रत्येक WSRT के फोकस में ऐसा एंटीना मैट्रिक्स होगा। यह मैट्रिक्स पूरी तरह से फोकल विमान में विकिरण क्षेत्र का नमूना लेती है। सभी 121 तत्वों के संकेतों को मिलाकर, एक 'मिश्रित बीम' [इस प्रकार से] का गठन किया जा सकता है जिसे आकाश पर 3 × 3 डिग्री के क्षेत्र के अंदर किसी भी स्थान पर इंगित करने के लिए रखा जा सकता है। सभी 121 तत्वों के संकेतों को मिलाकर, टेलीस्कोप की प्रतिक्रिया को अनुकूलित किया जा सकता है, अर्थात सभी ऑप्टिकल विकृतियों को हटाया जा सकता है (क्योंकि विकिरण क्षेत्र पूरी तरह से मापा जाता है)। यह प्रक्रिया 37 बार समानांतर में की जाती है, अर्थात 37 यौगिक बीम बनते हैं। प्रत्येक मिश्रित बीम मूल रूप से एक अलग दूरबीन के रूप में कार्य करता है। यदि हम सभी WSRT व्यंजनों में ऐसा करते हैं, तो हमारे पास समानांतर में 37 WSRTs हैं। 3 × 3 डिग्री क्षेत्र के भीतर सभी बीम को विभिन्न स्थानों पर स्टीयरिंग करके, हम इस क्षेत्र को पूरी तरह से देख सकते हैं। ”
दूसरे शब्दों में, पारंपरिक रेडियो टेलीस्कोप टेलीस्कोप के फोकल विमान (जहां सभी विकिरण दूरबीन द्वारा केंद्रित है) में केवल एक डिटेक्टर का उपयोग करते हैं। नए डिटेक्टर कुछ हद तक आपके कैमरे में सीसीडी चिप की तरह हैं, या हबल जैसे आधुनिक ऑप्टिकल दूरबीन में उपयोग करने वाले। सरणी में प्रत्येक अलग डिटेक्टर डेटा प्राप्त करता है, और एक समग्र छवि में डेटा के संयोजन से एक उच्च-गुणवत्ता वाली छवि कैप्चर की जा सकती है।
नया टेलिफ़ोन रेडियो टेलीस्कोप के दृश्य क्षेत्र को भी चौड़ा करेगा, जिसने आकाश में व्यापक रूप से अलग पल्सर के इस हालिया अवलोकन के लिए अनुमति दी, परियोजना के लिए एक मील का पत्थर परीक्षण। एक अतिरिक्त बोनस के रूप में, नया डिटेक्टर पारंपरिक एंटेना के साथ 55% तक "एपर्चर" की क्षमता को बढ़ाकर लगभग 75% कर देगा।
डॉ। ओस्टरलू ने समझाया, “एपर्चर दक्षता अधिक है क्योंकि फोकल विमान में विकिरण क्षेत्र पर हमारा बहुत अधिक नियंत्रण है। क्लासिक सिंगल एंटीना सिस्टम के साथ (पुराने WSRT में या eVLA के रूप में), कोई केवल एक बिंदु में विकिरण क्षेत्र को मापता है। पूरे फोकल तल पर विकिरण क्षेत्र को मापने से, और चतुराई से सभी तत्वों के संकेतों को मिलाकर, ऑप्टिकल विरूपण प्रभाव को कम किया जा सकता है और आने वाले विकिरण का एक बड़ा हिस्सा आकाश की छवि के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। "
अभी के लिए, Apertif से लैस 14 रेडियो एंटेना में से एक है। ASTRON के एक शोधकर्ता जोरी वान लीवेन ने एक ईमेल साक्षात्कार में कहा कि 2011 में, 12 एंटेना नए डिटेक्टर सरणी के साथ तैयार किए जाएंगे।
आकाश सर्वेक्षण हाल के वर्षों में खगोलविदों के लिए एक वरदान रहा है। भारी मात्रा में डेटा लेने और इसे वैज्ञानिक समुदाय के लिए उपलब्ध कराने से, खगोलविदों ने कई और खोजों को बनाने में सक्षम किया है, जो कि वे असमान उपकरणों पर समय के लिए आवेदन करके सक्षम हो गए हैं।
हालांकि रेडियो स्पेक्ट्रम में कुछ आकाश सर्वेक्षण हैं जो अब तक पूरे हो चुके हैं - वीएलए एफएसटीएसटी सर्वेक्षण सबसे प्रमुख है - इस क्षेत्र में अभी एक लंबा रास्ता तय करना है। एपर्टिफ पूरे आकाश में बड़े विस्तार के साथ आकाश का सर्वेक्षण करने की दिशा में पहला कदम है, और नई तकनीक का उपयोग करके कई खोज किए जाने की उम्मीद है।
गैपरिक पल्सर आबादी के वर्तमान मॉडलिंग के आधार पर, एपर्टिफ को 1,000 से अधिक पल्सर की खोज करने की उम्मीद है। यह बड़े पैमाने पर ब्रह्मांड में तटस्थ हाइड्रोजन का अध्ययन करने में भी एक उपयोगी उपकरण होगा।
डॉ। ओस्टरलू एट। अल। जुलाई 2010 में Arxiv पर प्रकाशित एक पेपर में लिखा गया था, “गीज़ेन फ्रीक्वेंसी में काम करने वाले वाइड-फील्ड रेडियो टेलीस्कोप के मुख्य वैज्ञानिक अनुप्रयोगों में से एक ब्रह्मांड में तटस्थ हाइड्रोजन की एक सूची बनाने के लिए अंतरिक्ष के बड़े संस्करणों का निरीक्षण करना है। इस तरह की जानकारी के साथ, द्रव्यमान, प्रकार और पर्यावरण के कार्य के रूप में आकाशगंगाओं में तटस्थ हाइड्रोजन के गुणों का महान विस्तार से अध्ययन किया जा सकता है, और, महत्वपूर्ण रूप से, पहली बार इन गुणों के विकास को लाल रंग के साथ संबोधित किया जा सकता है। ”
दृश्य और अवरक्त आकाश सर्वेक्षणों में रेडियो स्पेक्ट्रम को जोड़ने से यूनिवर्स के बारे में वर्तमान सिद्धांतों को ठीक करने में मदद मिलेगी, साथ ही साथ अन्य खोज भी हो सकेंगी। हमारे पास अलग-अलग स्पेक्ट्रा में जितने अधिक आकाश हैं, उतना बेहतर है।
हालांकि Apertif उपयोग में पहला ऐसा डिटेक्टर है, लेकिन तकनीक के साथ अन्य रेडियो दूरबीनों को अपडेट करने की योजना है। Oosterloo ने ऐसी अन्य परियोजनाओं के बारे में कहा, “चरणबद्ध सरणी फ़ीड भी ASKAP, ऑस्ट्रेलिया SKA पैथिंदर द्वारा बनाई जा रही हैं। यह Apertif के समान विशेषताओं का एक उपकरण है। यह हमारा मुख्य प्रतिद्वंद्वी है, हालांकि हम कई चीजों पर भी सहयोग करते हैं। मैं इस समय Arecibo में परीक्षण किए जा रहे एक प्रोटोटाइप के बारे में जानता हूं। कनाडा में, DRAO [डोमिनियन रेडियो एस्ट्रोफिजिकल ऑब्जर्वेटरी] चरणबद्ध सरणी विकास पर काम कर रहा है। हालांकि, केवल Apertif और ASKAP अल्पावधि में चरणबद्ध सरणी फ़ीड के साथ एक वास्तविक रेडियो टेलीस्कोप का निर्माण करेंगे। "
22 और 23 नवंबर को, नीदरलैंड के ड्रिन्थेलू के डिंगेलू में एपर्टिफ परियोजना के बारे में एक विज्ञान समन्वय बैठक आयोजित की गई थी। ओस्टेरलो ने कहा कि बैठक में यूरोप, अमेरिका, ऑस्ट्रेलिया और दक्षिण अफ्रीका के 40 खगोलविदों ने भाग लिया, ताकि परियोजना के भविष्य पर चर्चा हो सके, और तकनीक की क्षमता में बहुत रुचि हो।
स्रोत: ASTRON प्रेस विज्ञप्ति, Arxiv, डॉ। टॉम ओस्टरलू और डॉ। जोएरी वान लीवेन के साथ ईमेल साक्षात्कार
