單個大口徑射電望遠鏡和陣列射電望遠鏡對比有何優劣?

時間 2021-05-09 05:55:00

1樓:

干涉陣的優勢是解析度,單天線的優勢是靈敏度。

干涉陣由於最短基線的距離會對源的尺度有限制,不太適合大尺度源進行觀測,比如銀河系內的星際介質。干涉陣對亮源敏感,對於弱源探測能力會下降很多,跟基線的排布有關係。為了解決這個問題,ALMA就相對緊湊。

單天線的解析度受到口徑限制,適合流量觀測,比如脈衝星;或者對大尺度目標成圖,比如銀河系內的中性氫等。

SKA也能有很高靈敏度,也有解析度,但造價比FAST高出至少乙個量級。資料量、執行能源的需求也很大。

2樓:小林

瀉藥哦,不過拖了好幾天才來回答。。。。

兩者各有特長,相互都是不能取代的。

首先說說陣列的優點。陣列主要解決的是單鏡望遠鏡基線不夠長的問題,也就是所謂的口徑問題。因為建造乙個單獨的很大口徑的望遠鏡難度很大,造價不菲。

所以才通過一系列小鏡子,組成干涉陣,來實現大鏡子的功能。

這裡面又分為兩種,一種是專門的陣列,比如ALMA陣列,比如國家天文台明安圖觀測站的太陽射電陣列。這些都是通過一組專門的小鏡子,做成了乙個「大」鏡子。這樣的設計,尺度一般都不會太大,也就是幾公里吧。

另外一種,就是把原有的單鏡組合起來,比如用新疆臺的和上海臺的、雲南臺的,一起組成了乙個大陣列,共同進行觀測。這樣的好處是,基線很長,理論上可以達到地球的直徑。如果是地面望遠鏡和太空望遠鏡共同構成陣列,那麼基線更長。

當然各方面的難度也更大。

這兩種方式,都在用,但是他們都有乙個缺點,就是通過干涉得到的圖樣有偏向性。比如美國的VLA(甚大陣)(天文望遠鏡命名方式我就不吐槽了,早就被人吐槽得一塌糊塗了),是Y形的,那麼干涉得到的影象也是這樣的。也就是說,乙個點源,如果是個圓形的鏡子去成像,那麼的到的是圓形的像,如果是Y形的鏡子,那麼像就是Y形的。。。。。

對於VLBI來說,更是這樣,如果只有兩個鏡子參與干涉,那麼的到的就是在這個直線方向很高的解析度,其它方向,呵呵好。。。

所以前面說的第一類的陣列,一般都布局成對稱形式。明安圖的陣,是布局成了螺線形,目的就是為了更好地對日面進行成像。

當然了,陣列還有乙個缺陷,那就是每個鏡子一般都不大,所以單鏡的訊號訊雜比不高。。。。這是完全沒有辦法解決的問題。也許有人說,單個不高,組合起來就高了啊。

是這樣的,但是,雜訊也大了。

而大口徑單鏡呢,乙個好處是訊雜比高了,另外就是一般都是圓形的,不會出現不同方向上解析度不同的情況。

但是大口徑的望遠鏡,造價高我就不說了,技術難度也很大。比如Arecibo,比如FAST,都是如此。而且,依託地形建造的這類望遠鏡,鏡面是不能動的!!

(FAST用了特殊的技術,可以動,但是比起那種自由旋轉的,還是差距很大)。

而普通的鏡面,就是比如新疆25公尺那樣的,全方位可以轉(地面下不行……),但是這一類的望遠鏡,尺寸肯定受限,太大了工程難度就吃不消了。

所以,二者各有優劣,陣列、VLBI、單鏡,都是需要的,沒有誰能取代誰。

-----我是分割線~~~~~

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