Interferometer (Radioastronomie)

Ein Interferometer aus Radioteleskopen wird benutzt, um mit kleineren Anlagen eine hohe Winkelauflösung zu erreichen. Die höhere Winkelauflösung führt zu höher auflösenden Bildern von nahe beieinanderliegenden oder räumlich ausgedehnten Radioquellen. Die Signale der verschiedenen Radioteleskope werden elektrisch, falls Kabelverbindungen praktikabel sind, oder auf dem Rechner simuliert miteinander überlagert. Das überlagerte Signal wird mit Hilfe der mathematischen Methode der Fouriertransformation ausgewertet. Das Ergebnis ist eine Karte des beobachteten Bereiches, die idealerweise die gleiche Auflösung hat wie ein Radioteleskop mit einem Durchmesser, der dem Abstand der Einzelantennen des Interferometers entspricht.

Beispiele für Radiointerferometer:

• Das Very Large Array (VLA) des National Radio Astronomy Observatory (NRAO) in der Nähe von Socorro, New Mexico, USA. Es besteht aus 27 Einzelantennen, die auf drei Bahnen im Winkel von 120 Grad zueinander verschoben werden können.
• Very Long Baseline Interferometry (VLBI): Paare von sehr weit voneinander entfernten Radioteleskopen, wie z.B. das Radioteleskop des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie Effelsberg bei Bonn und das Green Bank Telescope der NRAO in Green Bank, West Virginia, USA, messen zur gleichen Zeit das gleiche astronomische Objekt mit der gleichen Wellenlänge. An beiden Radioteleskopen wird das Messsignal mit Hilfe von Atomuhren mit Zeitmarkierungen versehen, die so genau sind, dass die beiden Signale später im Rechner miteinander kombiniert werden können.
• Sonderfall Interferometrie mit einer Antenne: Unter bestimmten Bedingungen ist es möglich, durch Spiegelung eine Überlagerung der Radiowellen einer Quelle zu erhalten. Beim analogen Fernsehen führt eine solche Spiegelung, z.B. an einem Gebäude, zu einem nach rechts verschobenen "Geisterbild". Steht ein Radioteleskop z.B. auf einer Klippe am Meer, können astronomische Objekte, die flach überm Meer stehen, gleichzeitig als Meeresspiegelung und als Originalbild beobachtet und die Überlagerung der Signale ausgewertet werden.

In jedem Fall führt die Interferometrie nur dann zu einem Ergebnis, wenn sich der Wegunterschied der unterschiedlichen Signale ändert, denn in der Fouriertransformation wird die Intensität des Signals in Abhängigkeit vom Wegunterschied ausgewertet. Da Interferometer in der Radioastronomie meist auf der Rotation der Erde beruhen, tritt die Weglängenveränderung in Ost-West-Richtung auf, so dass die Auflösung vorwiegend in dieser Richtung verbessert wird.

Links:

• Very Large Array: http://www.aoc.nrao.edu/vla/html/VLAhome.shtml
• Green Bank Telescope: http://www.gb.nrao.edu/GBT/GBT.html
• Max-Planck-Institut für Radioastronomie: http://www.mpifr-bonn.mpg.de/