Радіохвилі
Ми з'ясували, що хвилі радіодіапазону володіють різними властивостями розповсюдження, і кожна ділянка цього діапазону застосовується там, де краще всього можуть бути використані його переваги.
Джерела
Радіовипромінювання Сонця. Зареєстровано радіовипромінювання Сонця з довжиною хвилі від декількох міліметрів до 30 м. Особливо сильно випромінювання в метровому діапазоні; воно народжується у верхніх шарах атмосфери Сонця, в його короні, де температура близько 1 млн. К. Короткохвильове випромінювання Сонця відносно слабо; воно виходить з хромосфери, розташованої над видимою поверхнею Сонця – фотосферою.
Галактичні радіоджерела. Вже перші спостереження Г.Ребера показали, що радіовипромінювання Чумацького Шляху неоднорідний – воно сильніше у напрямі центру Галактики. Подальші дослідження підтвердили, що основні джерела радіохвиль відносно компактні; їх називають точковими або дискретними. Зареєстровані вже десятки тисяч таких джерел.Випромінювання космічних радіоджерел буває двох типів: теплове і нетеплове (звичайно синхротронне). Теплове випромінювання народжується в гарячому газі від випадкового (теплового) руху заряджених частинок – електронів і протонів. Його інтенсивність в широкому діапазоні спектру майже постійна, але на довгих хвилях вона швидко зменшується. Таке випромінювання характерний для емісійних туманностей. Решта джерел має нетеплове випромінювання, інтенсивність якого росте із збільшенням довжини хвилі. У цих джерелах випромінювання виникає при русі дуже швидких електронів в магнітному полі. Швидкості електронів близькі до швидкості світла, і це не може бути слідством простого теплового руху. Для розгону електронів до таких швидкостей в лабораторії використовують спеціальні прискорювачі – синхротрони. Як це відбувається в природних умовах, не зовсім ясно. Синхротронне випромінювання сильно поляризоване. Це дозволяє виявляти його в космічних джерелах і по напряму поляризації визначати орієнтацію їх магнітного поля. Таким методом досліджені міжзоряні магнітні поля в нашій і сусідніх галактиках.
Одним з найважливіших досягнень радіоастрономії стало відкриття активних процесів в ядрах галактик. Радіоспостереження указували на це ще в 1950-х років, але остаточне підтвердження з'явилося в 1962, коли за допомогою 5-метрового оптичного телескопа обсерваторії Маунт-Паломар (США) були незалежно виявлені бурхливі процеси в ядрі галактики М 82.
Іншим найважливішим відкриттям радіоастрономії вважаються квазари – дуже далекі і активні позагалактичні об'єкти. Спочатку вони здавалися рядовими точковими джерелами. Потім деякі з них були ототожнені із слабкими зірками (звідси назва «квазар» – квазізоряне радіоджерело). Зсув ліній в їх оптичних спектрах указує на те, що квазари віддаляються від нас з швидкістю, близькою до швидкості світла і, відповідно до закону Хаббла, відстані до них складають мільярди світлових років. Знаходячись на таких гігантських відстанях, вони помітні лише тому, що випромінюють з величезною потужністю – близько 1041 Вт. Це значно більше потужності випромінювання цілої галактики, хоча розмір області генерації енергії у квазарів істотно менше за розмір галактик і деколи не перевершує розміру Сонячної системи. Загадка квазарів дотепер не розкрита.
Ототожнення джерел. Зірки – слабкі джерела радіохвиль. Довгий час єдиною зіркою на «радіонебі» було Сонце, і те лише завдяки його близькості. Але в 1970-х роках Р.Хелмінг і К. Уейд з Національної радіоастрономічної обсерваторії США відкрили радіовипромінювання від газових оболонок, скинутих Новою Дельфіна 1967 і Нової Змії 1970. Потім вони виявили радіовипромінювання червоного надгіганта Антареса і рентгенівського джерела в Скорпіоні.
В.Бааде і Р.Мінковській з обсерваторій Маунт-Вілсон і Маунт-Паломар (США) ототожнили багато яскравих радіоджерел з оптичними об'єктами. Наприклад, яскраве джерело в Лободі опинилося пов'язаний з дуже далекою і слабкою галактикою незвичайної форми, що стала прототипом радіогалактик. Могутнє радіоджерело в Тільці вони ототожнили із залишком вибуху найновішої зірки, відміченої в китайському літописі 1054. Могутнє джерело в Касіопеї також виявилося залишком найновішої, такої, що спалахнула всього років 300 тому, але не відміченої ніким.
У 1967 Е.Х’юиш, Дж. Бел і їх колеги з Кембріджа (Англія) відкрили незвичайні змінні радіоджерела – пульсари. Випромінювання кожного пульсара представляє строго періодичну послідовність імпульсів; у відкритих пульсарів періоди лежать в інтервалі від 0,0016 з до 5,1 с. Через 2 роки У.Кокки, М.Дісней і Д.Тейлор виявили, що радіопульсар в Крабовидній туманності співпадає із слабкою оптичною зіркою, яка, як і пульсар, змінює свою яскравість з періодом 1/30 с. Серед більше 700 відомих зараз пульсарів ще тільки один – в сузір'ї Вітрил (Vela) – демонструє оптичні спалахи. З'ясувалося, що феномен пульсара пов'язаний з нейтронними зірками, що утворилися в результаті гравітаційного колапсу ядер масивних зірок. Маючи діаметр близько 15 км і масу як у Сонця, нейтронна зірка швидко обертається і як маяк періодично «освітлює» Землю. Поступово швидкість обертання пульсара сповільнюється, період між імпульсами зростає, а їх потужність падає. Іноді спостерігаються різкі збої періоду, коли у нейтронної зірки відбувається перебудова структури, звана «зіркотрусом».3.4.Фонове випромінювання. Окрім ототожнених і неототожнених дискретних джерел, спостерігається сумарний фон від мільйонів далеких галактик і хмар міжзоряного газу нашої Галактики. З підвищенням чутливості і що вирішує здібності радіотелескопів з цього фону вдається виділити все більше дискретних джерел.Радіовипромінювання планет. У 1956 К.Мейер з Військово-морської лабораторії США відкрив випромінювання Венери на хвилі 3 см. У 1955 Б.Бурке і К.Франклін з інституту Карнеги у Вашингтоні виявили короткі сплески радіовипромінювання від Юпітера на хвилі 13,5 м. Подальші дослідження в Австралії показали, що сплески випромінювання від Юпітера приходять в ті моменти, коли певні зони його поверхні звернені до Землі. У дециметровому діапазоні окрім теплового випромінювання спостерігалося і синхротронне, що указувало на наявність у Юпітера могутнього магнітного поля, яке пізніше було дійсно виявлене космічними зондами.