HartRAO Opsomming - Afrikaans
Die Hartebeesthoek Radio-astronomie Observatorium
HartRAO (Hartebeesthoek Radio-astronomie Observatorium) is die enigste van sy soort in Afrika en is 50km wes van Johannesburg in 'n beskutte vallei in die Magaliesberge geleë.
HartRAO is in Suid-Afrika se Gautengprovinsie geleë.
In 1961 het NASA (National Aeronautics and Space Administration) die Deep Space Station 51 opsporingstasie gebou. Die stasie het onbemande Amerikaanse ruimteverkenningstuie gevolg, ondermeer die Rangers, Surveyors en Lunar Orbiters. Die Rangers en Surveyors het op die Maan geland en die Lunar Orbiters het die Maan vanuit wentelbaan gekarteer. Die Mariner-sendings het die planete Venus en Mars verken en die Pioneer-ruimtetuie het die sonwinde gemeet.
Deep Space Station 51 is in 1975 aan die WNNR (Wetenskaplike en Nywerheidsnavorsingsraad) oorhandig en is in 'n radio-astronomie observatorium omskep. In 1988 het die observatorium 'n nasionale fasiliteit onder beheer van die SNO (Stigting vir Navorsingsontwikkeling) geword. In 1999 het hersamestelling van die SNO die SNN (Stigting vir Nasionale Navorsing) tot gevolg gehad.
Die reflekterende oppervlak van die radioteleskoop is 26 meter in diameter en die radioteleskoop het `n massa van 260 ton. Die radioteleskoop is toegerus met radio-ontvangers wat in die mikrogolfband by golflengtes van 18cm, 13cm, 6cm, 5cm, 4.5cm, 3.5cm en 2.5cm funksioneer. Om maksimum sensitiwiteit te verseker, word alle ontvangers buiten een tot 16° bo absolute zero (-257° C) verkoel. Waarnemings word deur 'n rekenaar beheer.
Die Globale Posisioneringstelsel (GPS) -antenna verskyn linksvoor, die Satelliet Laser Reikafstandbepalerstelsel (SLRS) middelregs, terwyl die 26-m radioteleskoop linksagter te siene is.
Vir radio-astronomie gebruik ons vier tegnieke, naamlik radiometrie, spektroskopie, pulsar tydsmeting en interferometrie. Hulle is onder beskryf.
Radiogolwe word deur verskillende tipe voorwerpe in die ruimte uitgestraal. Sommige van die voorwerpe wat ons by HartRAO bestudeer, word hieronder beskryf.
'n Span van Rhodes-Universiteit het radio-uitstraling van die hele suidelike hemel met die HartRAO-radioteleskoop gekarteer om die warm gas in ons sterrestelsel, die Melkweg, te bestudeer. 'n Deel van die kaart word hieronder getoon.
Radio-uitstraling met die vlak van die Melkweg langs, teen 'n frekwensie van 2326 MHz (13cm golflengte).
Sterrestelsels waaruit warm gasstrale spuit, staan as radiosterrestelsels, blazars en kwasars bekend. Die spuitstrale is heel waarskynlik afkomstig van gravitasiekolke (black holes) wat vorm wanneer massiewe voorwerpe ineenstort. Die gasstrale wat na ons kant toe wys, lyk (maar dit is net skynbaar!) asof dit vinniger as lig beweeg en vertoon helderder as 'n biljoen sonne. Die naaste radiosterrestelsel (Centaurus A, NGC5128) is middelbo in die bostaande figuur te siene.
Atome en molekules in die ruimte straal radiogolwe met kenmerkende frekwensies uit. Die radiogolwe word bestudeer deur van 'n spektrometer gebruik te maak.
Nuutgevormde massiewe sterre wek intense strale radiogolwe, genaamd masers, vanuit molekules soos hidroksiel (OH) en metanol (CH3OH) in omliggende gaswolke op. Heelwat metanolmasers is ontdek deur van die HartRAO-radioteleskoop gebruik te maak.
Sterre wat die einde van hul leeftyd bereik, kan ook masers oplewer. Hulle word geweldig groot om rooi reuse te vorm. Hulle werp hul buitenste lae gedurende hewige pulsasies af en vorm digte gas- en stofwolke wat van die ster af wegwaai. Hidroksielmasers kan binne hierdie wolke voorkom. Hulle varieer in pas met die ster se pulsasies soos hieronder aangetoon. Waarnemings van die masers laat ons toe om die grootte van die wolk en die afstand na die ster te bepaal. Soos die ster pulseer, word die maser swakker en sterker soos gesien kan word in die rooi-, geel- en groengekleurde spektra.
Spektra wat die wisselende intensiteit van hidroksielmasers om 'n ou ster aantoon.
Sterwende sterre massiewer as die son bring 'n ander tipe radio-uitstraling voort. Nadat 'n supernova-uitbarsting plaasgevind het, sak sterre met die regte massa onder invloed van hulle eie swaartekrag ineen en vorm 'n neutronbal met 'n deursnee van ongeveer 20 km. Hierdie neutronsterre roteer vinnig, het sterk magneetvelde en straal radiogolwe uit soos hulle roteer. Die radioteleskoop sien stralingspulse wanneer die tollende straal na sy kant toe wys. Studies van die veranderende pulstempo help ons verstaan wat in die binnegoed van hierdie bisarre voorwerpe aangaan.
'n Pulsar is 'n neutronster wat vinnig roteer en radiogolwe uitstraal.
'n Teleskoop die grootte van die Aarde
HartRAO span met radioteleskope op ander kontinente saam om 'n virtuele radioteleskoop die grootte van die Aarde - en selfs groter as van die radioteleskoop in wentelbaan, HALCA, gebruik gemaak word - te vorm. Hierdie tegniek staan as Baie Lang Basislyn Interferometrie (BLBI) bekend. Omdat HartRAO die enigste radioteleskoop in Afrika het, bestaan daar 'n groot aanvraag na ons deelname in die BLBI-netwerke.
BLBI laat ons toe om details veel kleiner as wat met optiese teleskope waarneembaar is te sien. BLBI word byvoorbeeld gebruik om masers rondom sterre in die Melkweg en spuitstrale in kwasars te karteer.
HartRAO is lid van die European VLBI Network (EVN) en werk ook met die Australia Telescope Long Baseline Array (AT-LBA), Asia Pacific Telescope (APT), Very Long Baseline Array (VLBA) in die VSA, Global Array, en die ruimte radioteleskoop Halca / VSOP.
Radioteleskoopnetwerke wat vir astronomiese BLBI gebruik word.
Die Ruimtegeodesieprogram by HartRAO gebruik drie tegnieke, naamlik BLBI, Satelliet Laser Reikafstandbepaling, en die Globale Posisioneringstelsel.
Bestudering van die Aarde met BLBI
Kwasars is so ver weg dat dit lyk asof hulle nie deur die ruimte beweeg nie maar vasstaan. Deur hulle met 'n BLBI-netwerk waar te neem, kan ons die afstande tussen die radioteleskope in die netwerk binne enkele sentimeters meet. Dit laat ons toe om die stadige verskuiwing van vastelande oor die Aarde se oppervlakte en die gedurig-veranderende kanteling van die Aarde te meet. Die HartRAO-radioteleskoop vorm deesdae die verwysingspunt vir Suid-Afrika se nasionale opmetingstelsel. Hierdie verwysingspunt staan as die " Hartebeesthoek94 Datum" bekend. HartRAO is deel van die International VLBI Service for Geodesy and Astrometry (IVS).
Beweging van radioteleskope met geodetiese BLBI gemeet. Die HartRAO-radioteleskoop beweeg noordoos teen 2.5 cm per jaar. Tektoniese plaatgrense vertoon bruin.
Satelliet Laser Reikafstandbepaler
'n Satelliet Laser Reikafstandbepaler (SLR) word in 'n gesamentlike projek met NASA gebruik om die wentelbane van 'n aantal satelliete akkuraat te bepaal. Hierdie satelliete sluit ondermeer GPS-satelliete, satelliete wat die veranderende hoogte van seevlak bepaal en satelliete wat die Aarde se swaartekragveld meet in. HartRAO is 'n deel van die International Laser Ranging Service (ILRS).
Satelliet Laser Reikafstandbepaler in aksie gedurende die aand.
Die Globale Posisioneringstelsel
'n Netwerk Globale Posisioneringstelsel (GPS) -basisstasies in suidelike Afrika bepaal akkurate posisies vir navorsingsdoeleindes en voorsien verwysingspunte vir nasionale opmetingstelsels. HartRAO is 'n streeksdatasentrum van die International GPS Service (IGS).
Globale Posisioneringstelsel -satelliet in wentelbaan om die Aarde.
Die resultate van al drie tegnieke is gebruik deur die International Earth Rotation Service (IERS) om die rotasie, oriëntasie en die tyd van die Aardklok (UT1) te meet.
Onderrig en Wetenskapbewustheid
Studente en leerkragte van universiteite doen praktikums, projekte en navorsing by HartRAO.
Skole-, openbare- en groepsbesoeke aan die observatorium bied die geleentheid om belangstelling in sterrekunde, wetenskap en tegnologie aan te wakker.
Onderwyserwerkswinkels word in al die noordelike provinsies van ons land aangebied en is ontwerp om onderwysers insig te gee en by te staan met hul aanbieding van astronomieverwante onderwerpe in huidige skoolleerplanne en in Kurrikulum 2005 deur van Uitkomsgebaseerde Onderrig gebruik te maak.