射电望远镜和光学望远镜的一些问题

Question

我想问一下射电望远镜发射和接受到的电磁波进入地球大气的时候会不会像可见光一样被大气湍流扭曲？？如果有的话射电望远镜有没有主动光学或者自适应这一类的高级校正系统？？还有。。。射电望远镜的解析度大吗？从1.22*波长/光圈直径可以求得衍射解析度，那么射电望远镜的电磁波波长和可见光差太远了啊。。。这能够达到很高的解析度吗？

Answer 1

1、一般的射电望远镜只会被动接收而不会主动发射。少数射电望远镜，如著名的阿雷西博望远镜则具有主动发射的功能（实际上就相当於一个雷达了），这一功能在天文上主要用於太阳系内月亮、行星、小行星的探测；
2、你要先区分清楚主动光学和自适应光学。主动光学用以修正镜面变形，使主镜保持标准抛物面。而自适应光学才是用以在光学波段修正大气湍流引起的像差；
3、大气对射电波段不会有大气湍流，不用使用自适应光学系统加以修正；
4、你口中的“解析度”一般的叫法应该是“分辨率”。射电望远镜理论上分辨率的计算也是沿用你写的那条公式，但因为一般射电Beam是取其半峰全宽而不是整个主瓣，所以前面的系数用的是1.02而不是1.22 。当然，这也只是理想状况的计算公式；
5、射电的分辨率可以比光学好很多，但要使用综合孔径或者说干涉测量方法才能做到。

Answer 2

我来补充楼上的回答。
大型射电望远镜非常沉重，所以会在重力作用下变形，确实需要一些自动控制设备来修正这个形变，在这点上射电望远镜和光学望远镜没有区别。不过，射电辐射波很长，不会受大气折射，所以也没有受到扭曲这一说，也就没必要搞自适应光学。
射电望远镜的高分辨率需要甚长基线干涉技术。干涉技术很复杂，不过原理很简单，你写的分辨率=1.22*波长/光圈直径是圆孔衍射的分辨率，用上干涉技术，我们就可以把公式中的光圈直径替换为基线长度（基线长度就是两台相互干涉的射电望远镜之间的距离），因而大大增加分辨率。目前可以获得的最长基线就是地球直径，这种情况下，干涉阵的分辨率要高于任何光学望远镜。理论上光学也可以做干涉，但难度远远高于射电干涉，我们目前的技术还无法做非常长基线的干涉，举个例子，凯克望远镜和甚大望远镜都使用了这一技术，但目前还只能做到50米长的基线。另外，替楼上回答一个追问，不同天体发出不同种类的电磁波，比如脉冲星只能被射电望远镜发现，而大部分正常恒星的射电辐射都非常微弱。即使能同时发出光学和电磁辐射，我们可以从中获取的信息也不同，所以两种望远镜不能相互替代的。