Introduzione alla RadioastronomiaIntroduzione alla Radioastronomia

Parte IParte INichi D’AmicoNichi D’Amico

Dipartimento di Fisica, Universita’ degli Studi di CagliariDipartimento di Fisica, Universita’ degli Studi di Cagliari

INAF – Osservatorio Astronomico di CagliariINAF – Osservatorio Astronomico di Cagliari

I Radiotelescopi italianiI Radiotelescopi italiani

Noto (SR) 32 mt [CNR]

Medicina (BO) [CNR]

32 mt [CNR] Matera 20 mt [ASI]

1998:1998: Accordo Accordo CNR - ASI - RASCNR - ASI - RAS per la costruzione, in Sardegna, di un per la costruzione, in Sardegna, di un grande radiotelescopio, versatile, di concezione moderna: il grande radiotelescopio, versatile, di concezione moderna: il Sardinia Sardinia Radio Telescope (SRT)Radio Telescope (SRT)

Finanziamenti: 59.0 G Finanziamenti: 59.0 G £ MURST (Antenna)£ MURST (Antenna)

10.6 G 10.6 G ££ RAS (Infrastrutture tecnologiche)RAS (Infrastrutture tecnologiche)

6.5 G £ ASI (Progetto Vertex)6.5 G £ ASI (Progetto Vertex)

Sito: Pranu Sanguni (San Basilio, CA)Sito: Pranu Sanguni (San Basilio, CA)

I problemi osservativi della radioastronomiaI problemi osservativi della radioastronomia::

1.1.Risoluzione angolareRisoluzione angolare

2.2.Campionamento del piano Campionamento del piano focalefocale

3.3.Cambio di frequenzaCambio di frequenza

1.1. Risoluzione angolare

Sistema Ricevente

feedPiano focale

~ /d

Sorgente puntiforme a distanza infinita

Feed

Figura di diffrazione (sorgente in asse)

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4

Offset in posizione

Offset in posizione

Risposta del sistema riflettore-feed

Alcuni esempi di radiotelescopi

Medicina, 32mt

Arecibo, Porto Rico, 300mtJodrell Bank, UK 70mt

Medicina, Croce del Nord

~30 arcmin

(21 cm)

~4 arcmin x 2°

(70 cm)

~30 arcmin

(21 cm)

~3 arcmin

(21 cm)

Mappa della Via Lattea in coordinate galattiche (falsi colori)

= 70 cm (408 MHz); A=70m

~ 40 arcmin

Come risolvere il problema della risoluzione angolare:

Interferometria e sintesi d’apertura

Sorgente puntiforme a distanza infinitaFronte d’onda

+

Offset in posizione

Offset in posizione

Baseline D

Ritardo

t

Baseline

/D

A’ A

B’B

a)

b)

Merlin (UK)

10hr

N-S 3hrE-W 3hrE-W 10hr

M82M82

Alcuni esempi di sistemi interferometrici

VLA (Very Large Array)VLA (Very Large Array)

Configurations:

A 21.0 km

B 6.4 km

C 1.9 km

D 0.6 km

A unified model of Active Galactic Nuclei (AGN), accounts for the features observed in Radiogalaxies (often identified with elliptical galaxies), in Quasars (which are also found at the center of spirals), and Seyfert galaxies.

4.9 GHz 0.4 arcsec resolution

4.9 GHz 0.4 arcsec resolution

1.4 GHz 5 arcsec resolution

1.4 GHz 1.4 arcsec resolution

1 arcmin

8 GHz 0.3 arcsec resolution

HSTHST

RADIORADIO

The elliptical galaxy NGC The elliptical galaxy NGC 42614261

VLA observations of the Radiogalaxy NGC326VLA observations of the Radiogalaxy NGC326

1.4 GHz (A+C array)1.4 GHz (A+C array)

1.4 GHz (A array)1.4 GHz (A array)

5 arcsec

1 arcmin

The most distant radiogalaxy knownThe most distant radiogalaxy known

TN J0924-2201 at z = 5.19TN J0924-2201 at z = 5.19

VLA contour map at 4.8 GHz, superimposed on a near-IR image obtained at Keck-I telescope

Spectroscopic observations made at Keck-I telescope show a redshift z = 5.19

At a redshift of 5.19 (nearly 11 billion light years from Earth, back in time ~90% of the age of the Universe), the radio galaxy is very young and still forming through merging of smaller galaxy components.

5 arcsec

The European VLBI Network (EVN)The European VLBI Network (EVN)

Imaging the expansion of a SNR shell in the M82 galaxy, at 12 million light-year distance