Η συμβολομετρία στην αστρονομία

Η συμβολομετρία είναι μια τεχνική στην οποία ηλεκτρομαγνητικά κύματα συμβάλουν για να πάρουμε πληροφορίες για τα κύματα. Αν είναι σε φάση τα πλάτη προστίθενται (ενισχυτική συμβολή), ενώ αν έχουν διαφορά φάσης 180ο αλληλοεξουδετερώνονται (αποσβεστική συμβολή).  Το όργανο που χρησιμοποιείται για να συμβάλουν τα κύματα λέγεται συμβολόμετρο. Η συμβολομετρία είναι μια σημαντική τεχνική έρευνας στα πεδία της αστρονομίας, τις οπτικές ίνες, τη σεισμολογία, την κβαντομηχανική και στην φυσική του πλάσματος

Η συμβολομετρία στην αστρονομία

Το Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο VLT του ESO

Η γωνιακή ανάλυση που μπορεί να πετύχει ένα τηλεσκόπιο καθορίζεται σε γενικές γραμμές από την διάμετρό του. Όσο μεγαλύτερο είναι το τηλεσκόπιο, τόσο καλύτερη ανάλυση έχει. Ωστόσο, το κόστος κατασκευής ενός τηλεσκοπίου ανεβαίνει πάρα πολύ με το μέγεθός του. Ο σκοπός λοιπόν της  συμβολομετρίας στην αστρονομία είναι αφενός η επίτευξη υψηλής ανάλυσης στις παρατηρήσεις χρησιμοποιώντας όμως ένα οικονομικά αποδοτικό  σύμπλεγμα μικρών τηλεσκοπίων, αντί για ένα τηλεσκόπιο μόνο αλλά πολύ ακριβό.

Η βασική μονάδα της αστρονομικής συμβολομετρίας είναι ένα ζευγάρι τηλεσκοπίων, που το καθένα συλλαμβάνει τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα τα οποία συμβάλουν (όπως στην παραπάνω εικόνα). Κάθε τηλεσκόπιο δηλαδή παίζει το ρόλο του τμήματος ενός γιγάντιου τηλεσκόπιου.

Πώς δουλεύει ένα ζευγάρι τηλεσκοπίων στην συμβολομετρία: το φως από συλλέγουν δύο μικρά τηλεσκόπια από ένα μακρινό τηλεσκόπιο συνδυάζεται μαζί, χρησιμοποιώντας κατάλληλα κάτοπτρα και ανιχνευτές για να καθυστερήσουν την μία ακτίνα κάθε φορά κατά 1/4 του μήκους κύματος λ. Έτσι, μπορούμε να πάρουμε πληροφορίες σχετικά με το σχήμα της πηγής του φωτός (πχ ένα άστρο)

Αρχικά η συμβολομετρία στην αστρονομία χρησιμοποιήθηκε για να μετρήσει την ποσότητα της ενέργειας σε μια συγκεκριμένη μικρή γωνιακή κλίμακα. Αργότερα τα αστρονομικά συμβολόμετρα έγιναν συστοιχίες τηλεσκοπίων, συνήθως όμοια, διατεταγμένα σε ένα ορισμένο σχέδιο πάνω στο έδαφος.

Τα ραδιοτηλεσκόπια συλλέγουν την ασθενή ακτινοβολία και την ενισχύουν

Όσο μεγαλύτερο είναι το μήκος κύματος της εισερχόμενης ακτινοβολίας, τόσο πιο εύκολο είναι να μετρηθεί η πληροφορία της φάσης της.

Για το λόγο αυτό, στις απαρχές της απεικόνισης μέσω συμβολομετρίας χρησιμοποιήθηκαν σχεδόν αποκλειστικά ραδιοτηλεσκόπια για μεγάλα μήκη κύματος.

Καθώς οι σχετικές τεχνολογίες έχουν βελτιωθεί από τότε, το ελάχιστο μήκος κύματος της ακτινοβολίας στην συμβολομετρία έχει μειωθεί σημαντικά. Το μεγαλύτερο συμβολόμετρο υπό κατασκευή είναι Atacama Large Array Millimeter στην Χιλή, με μήκη κύματος της τάξεως κάτω από το 1 χιλιοστό ή συχνότητα της τάξης των 300 GHz. Τα συμβολόμετρα της οπτικής αστρονομίας έχουν παραδοσιακά εξειδικευμένα μέσα, αλλά πρόσφατες εξελίξεις έχουν διευρύνει τις δυνατότητές τους.

Το VLT παίρνει μια λεπτομερή εικόνα του δίσκου γύρω από ένα νεαρό άστρο