對於研究射電天體來說,測到它的無線電磁波隻是一個最基本的要求。人們還可以應用頗為簡單的原理,製造出射電頻譜儀(見太陽射電動態頻譜儀)和射電偏振計,用以測量天體的射電頻譜和偏振。研究射電天體的進一步的要求是精測它的位置和描繪它的圖像。一般說來,隻有把射電天體的位置測準到幾角秒,才能夠較好地在光學照片上認出它所對應的天體,從而深入了解它的性質。為此,就必須把射電望遠鏡造得很大,比如說,大到好幾千米。這必然會帶來機械製造上很大的困難。因此,人們曾認為射電天文在測位和成像上難以與光學天文相比。可是20世紀50年代以後射電望遠鏡的發展,特別是射電幹涉儀(由兩麵射電望遠鏡放在一定距離上組成的係統)的發展,使測量射電天體位置的精度穩步提高。20世紀50年代到60年代前期,在英國劍橋,利用許多具射電幹涉儀構成了“綜合孔徑”係統,並且用這種係統首次有效地描繪了天體的精細射電圖像。接著,荷蘭、美國、澳大利亞等國也相繼發展了這種設備。到20世紀70年代後期,工作在短厘米波段的綜合孔徑係統所取得的天體射電圖像細節精度已達2毫秒,可與地麵上的光學望遠鏡拍攝的照片相媲美。射電幹涉儀的應用還導致了20世紀60年代末甚長基線幹涉儀的發明。這種幹涉儀的兩麵射電望遠鏡之間,距離長達幾千千米,乃至上萬千米。用它測量射電天體的位置,已能達到千分之幾角秒的精度。20世紀70年代中期,在美國完成了多具甚長基線幹涉儀的組合觀測,不斷取得重要的結果。
值得注意的是,應用射電天文手段觀測到的天體,往往與天文世界中能量的迸發有關:規模最“小”的如太陽上的局部爆發、一些特殊恒星的爆發,較大的如演化到晚期的恒星的爆炸,更大的如星係核的爆發等等,都有強烈的射電反應。而在宇宙中能量迸發最劇烈的天體,包括射電星係和類星體,每秒鍾發出的無線電能量估計可達太陽全部輻射的1000億倍乃至百萬億倍以上。這類天體有的包含成雙的射電源,有的伸展到周圍很遠的空間。有些處在核心位置的射電雙源,以視超光速的速度相背飛離。這些發現顯然對於研究星係的演化具有重大的意義。高能量的銀河外射電天體,即使處在非常遙遠的地方,也可以用現代的射電望遠鏡觀測到。這使得射電天文學探索到的宇宙空間達到過去難以企及的深處。
這一類宇宙無線電磁波都屬於“非熱輻射”,有別於光學天文中常見的熱輻射。對於星係和類星體,非熱輻射的主要起因,是大量電子以接近於光速的速度在磁場中的運動。許多觀測事實都支持這種見解。但是,這些射電天體如何產生並不斷釋放這樣巨大的能量,而這種能量如何激起大量近於光速的電子,則是當前天文學和物理學中需要解決的重大課題。天體無線電磁波還可能來自其他種類的非熱輻射。日冕中等離子體波轉化成的等離子體輻射就是一例。而在光學天文中所熟悉的那些輻射,也同樣能夠在無線電磁波段中產生。例如,太陽上的電離大氣以及銀河係的電離氫區所發出的熱輻射,都是理論上預計到的。微波背景的2.7K熱輻射,雖然是一個驚人的發現,但它的機製卻是眾所周知的。
光譜學在現代天文中的決定性作用促使人們尋求無線電磁波段的天文譜線。20世紀50年代初期,根據理論計算,測到了銀河係空間中性氫21厘米譜線。後來,利用這條譜線進行探測,大大增加了人們對於銀河係結構(特別是旋臂結構)和一些河外星係結構的知識。氫譜線以外的許多射電天文譜線是最初沒有料到的。1963年測到了星際羥基的微波譜線;60年代末又陸續發現了氨、水和甲醛等星際分子射電譜線;在70年代,主要依靠毫米波(以及短厘米波)射電天文手段發現的星際分子迅速增加到50多種,所測到的分子結構愈加複雜,有的鏈長超過10個原子。這些分子大部分集中在星雲中,它們的分布有的反映了銀河係的大尺度結構,有的則與恒星的起源有關。研究這些星際分子對於探索宇宙空間條件下的化學反應將有深刻影響。
40多年來,隨著觀測手段的不斷革新,射電天文學在天文領域的各個層次中都作出了重要的貢獻。在每個層次中發現的天體射電現象,不僅是光學天文的補充,而且常常超出原來的想象,開辟新的研究領域。
知識點
太陽黑子
太陽黑子是太陽光球上的臨時現象,它們在可見光下呈現比周圍區域黑暗的斑點。它們是由高密度的磁性活動抑製了對流的激烈活動造成的,在表麵形成溫度降低的區域。雖然它們的溫度仍然大約有3000℃—4500℃,但是與周圍5780℃的物質對比之下,使它們清楚地顯示為黑點,因為黑體(光球非常近似於黑體)的熱強度(I)與溫度(T)的四次方成正比。如果將黑子與周圍的光球隔離開來,黑子會比一個電弧更為明亮。當它們在太陽表麵橫越移動時,會膨脹和收縮,直徑可以達到80000千米,因此在地球上不用望遠鏡也可以直接看見。
太陽黑子很少單獨活動,常是成群出現。黑子的活動周期為11.2年,活躍時會對地球的磁場產生影響,主要是使地球南北極和赤道的大氣環流做經向流動,從而造成惡劣天氣,使氣候轉冷。嚴重時會對各類電子產品和電器造成損害。
延伸閱讀
電磁波可引雷
一位技術專家表示,手機、無線上網,甚至使用太陽能熱水器洗澡等方式都有可能引起感應雷的襲擊。因為手機的電磁波是雷電很好的導體,能夠在很大的範圍內收集引導雷電。此後,從另外一位技術專家處也了解到,手機的無線電磁波即電磁波是可以吸引傳導雷電的。
所以說,電磁波會招雷是專家基本一致的意見。
但對於電磁波招雷會否導致使用者遭雷劈,目前各方還沒有統一的看法。
北京市氣象局防雷中心辦公室負責人表示,對於打雷時可否打手機的問題,由於此問題目前尚在爭議之中,他們無法回答該問題。
其中技術專家表示,會發生打電話被雷擊中是因為雷雨天氣時獨自身處在曠野或山上(高處)的人本身就易發生危險,若此時再使用手機,被雷擊的概率就會加大很多。
若周圍有避雷設施,相對來說就安全很多。另一位資深專家表示,本來雷雨時孤身待在空曠場地裏的人就很不安全,因為這時人是最高點,麵臨著直擊雷的威脅。而手機即使不接打時也在不間斷地自動發送電磁波,因而盡管目前手機電磁波能否引雷(感應雷)之說沒有經專家專門研究過,為安全起見,雷雨天氣當人們在周圍沒有防雷設施的戶外活動時應及時關閉手機。但在城市的街道上活動的人們就安全得多,因為周圍的高樓及比你高的物體都是較好的避雷器。