Zdjęcie w tle: NASA & ESA Acknowledgement: Gilles Chapdelaine
Oczy ludzkie są zbudowane w taki sposób, że są w stanie odbierać jedynie niewielki wycinek fal elektromagnetycznych zwany światłem widzialnym. Jednakże wszędzie naokoło, również w kosmosie, pełno jest emisji promieniowania w innych częstotliwościach. Dlatego powstała radioastronomia, gałąź astronomii mająca badać wszechświat w falach radiowych.
Fale radiowe powstają w wyniku świecenia niemal wszystkich obiektów w kosmosie. Szczególnie charakterystyczne są dla pewnych obiektów, które zostaną później szerzej opisane. W zakres fal radiowych wchodzą fale o częstotliwościach od 3 kHz do 300 GHz, co odpowiada długościom od 100 kilometrów do około milimetra.
Obserwacja w tym zakresie fal pozwala astronomom dojrzeć, co kryje się w chmurach pyłu i gazu niewidocznych w innych zakresach. Dzięki badaniu emisji radiowej można się również dowiedzieć więcej o planetach, gwiazdach czy galaktykach. Jednak same fale radiowe nie dają pełnego wglądu w historię i działanie wszechświata, dlatego łączy się obserwacje w wielu różnych częstotliwościach, co pozwala na zdobycie zdecydowanie większej ilości informacji. Dobrym przykładem może być mgławica Manat. Poniższe zdjęcia pokazują fragment nieba, na którym znajduje się ta mgławica. W świetle widzialnym nie ma żadnego śladu jej obecności, jednak gdy spojrzy się na emisję fal radiowych widać tam piękny obłok gazu i pyłu.
Widok fragmentu nieba w świetle widzialnym.
Ten sam fragment nieba w świetle widzialnym i radiowym. W centralnej części widać jasną w świetle radiowym mgławicę W50 Manat.
W kosmosie jest wiele obiektów, których nie widać w świetle widzialnym. Oprócz mgławic jak powyższa radioastronomowie obserwują rozbłyski z odległych galaktyk, gazowe giganty, czy ostatnie chwile przed śmiercią gwiazd.
Istnieje kilka szczególnie ciekawych obiektów i zjawisk, które są możliwe do zaobserwowania w świetle radiowym. Jednymi z nich są galaktyki aktywne. Są to galaktyki, w których w wyniku opadania materii na centralną czarną dziurę wyzwalane są ogromne ilości energii. Charakterystyczną strukturą dla tych obiektów są rozległe podłużne strugi materii nazywane dżetami. Materia w dżetach porusza się w polu magnetycznym z prędkościami bliskimi prędkościom światła, dzięki czemu możliwe jest zajście zjawiska promieniowania synchrotronowego, w wyniku którego elektrony poruszające się w polu magnetycznym emitują fotony.
Radiogalaktyka Cygnus A, widać jej rozległe dżety.
Innymi obiektami emitującymi promieniowanie radiowe są kwazary, aktywne galaktyki położone na krańcu obserwowalnego Wszechświata. Badając je, astronomowie mogą dowiedzieć się wiele na temat wczesnych etapów rozwoju kosmosu. Innym zjawiskiem, które można zobaczyć za pomocą radioteleskopu, jest mikrofalowe promieniowanie tła. To również pozostałość po początkowych chwilach życia wszechświata.
Ziemska atmosfera przepuszcza większość długości fal radiowych, nie ma więc potrzeby wysyłania radioteleskopów w przestrzeń kosmiczną. Długości fal, które nie są blokowane przez atmosferę, nazywa się oknem radiowym. Fale krótsze niż 0,4 mm są absorbowane przez tlen i parę wodną w atmosferze, natomiast dłuższe niż 15m są odbijane przez górne warstwy atmosfery. Dzięki temu zła pogoda nie przeszkadza w obserwacjach.
