• Il Radiotelescopio

Un radiotelescopio è simile ad un telescopio ottico. Una grande superficie parabolica raccoglie le onde radio provenienti da una sorgente celeste e le concentra in un punto chiamato "Fuoco", qui un secondo specchio riflette il fascio in un fuoco secondario, di piú facile accesso ove un sistema complesso di "specchi", ricevitori e amplificatori lo trasforma in un segnale elettrico.

Importanti caratteristiche di un radiotelescopio sono :  Sensibilità = capacità di rivelare segnali deboli. Aumenta con la superficie di raccolta, cioè proporzionalmente a D2 (D = Diametro). Potere di risoluzione = Capacità di distinguere oggetti vicini. Aumenta con D/lamda (Rapporto fra Diametro e lunghezza d'onda dell'onda incidente)

Fig. 1: La radiazione elettromagnetica proveniente da un oggetto celeste viene riflessa nel fuoco primario (a sinistra); se in questo fuoco viene posto un secondo "specchio" la radiazione giunge nel fuoco secondario (a destra), dove è più semplice collocare gli strumenti per rivelarla.


Le lunghezze d'onda radio sono milioni di volte più lunghe di quelle ottiche, sono quindi necessari strumenti con diametri estremamente grandi per ottenere lo stesso potere di risoluzione dei telescopi ottici. Supponiamo di avere un radiotelescopio che riceve radiazioni elettromagnetiche alla lunghezza d'onda di 20 cm: se avesse un diametro D=30 m quello che "vedrebbe" è nell'immagine qui sotto parte (a); con un D=80 m la visione sarebbe un poco migliore (immagine (b)); solamente con un radio telescopio di diametro D=1.6 km (immagine (c)) si può ottenere la stessa capacità risolutiva dell'occhio.

• L'Interferometria

Il più semplice interferometro è costituito da 2 parabole (A e B) connesse con cavi.. Il segnale radioastronomico raggiunge prima la parabola A, poi quella B con un ritardo che dipende dalla direzione in cui puntano le antenne.
Introducendo un ritardo sul percorso dell'onda dell'antenna A, otterremo segnali in fase all'ingresso di uno speciale computer, chiamato "correlatore".

Fig. 2 : Esempio di Interferometro.

Il Correlatore combina i due segnali (provenienti da A e da B) formando quella che viene detta "Frangia di interferenza". In questo caso la capacità di risoluzione non dipende dal diametro delle parabole, ma dalla loro distanza. Potere risolutivo = Distanza/lamda Per aumentare l'acutezza visiva delle immagini basterà allontanare le parabole !!!!!!!

Fig. 3: L'Interferometro Very Large Array, USA. È formato da 27 antenne poste su 3 bracci a forma di Y, la cui  massima estensione è 35 km.
	La Risoluzione Angolare a 20 cm è 1" (Credits: NRAO)
Fig. 4: Radiotelescopio di Arecibo Singolo strumento di diametro uguale a 300 m.

• Interferometro a lunghissima base VLBI

Il passo successivo, tecnologicamente molto sofisticato, è quello dell'interferometria con parabole non fisicamente connesse. Un insieme di radiotelescopi osserva simultaneamente la stessa sorgente. Ne registra il segnale su un supporto magnetico insieme con informazioni sul tempo misurato con accuratissimi orologi atomici. Il correlatore allinea i segnali registrati, li corregge per i vari ritardi e per la rotazione della terra e li combina a due a due per formare la frangia interferometrica.
Usando i radiotelescopi indicati in figura 5 si ottiene un enorme potere di risoluzione come quello necessario a distinguere un campo di calcio sulla luna!

Un occhio puntato sul cosmo grande come la terra !!!

Fig. 5: I punti indicano la posizione dei radiotelescopi che possono essere utilizzati per osservazioni VLBI.

Nel 1997 è stata lanciata nello spazio una parabola orbitante di circa 10 metri di diametro dalla Agenzia Spaziale Giapponese. La parabola ha sperimentato osservazioni interferometriche con i telescopi terrestri ottenendo capacità risolutive impensate. Centinaia di sorgenti radio cosmiche sono state osservate con un dettaglio angolare dell'ordine di 100 micro secondi d'arco.

È stato così possibile osservare il nucleo delle galassie al microscopio !

Fig. 6: Il radiotelescopio giapponese orbitante ha fatto ossevazioni simultaneamente ai radiotelescopi terrestri.