Very Long Baseline Interferometry

D'Very Long Baseline Interferometry (VLBI) respektiv Laangbasisinterferometrie ass eng Method vun der Radioastronomie fir Miessunge mat héchster raimlecher Opléisung a Positiounsgenauegkeet ze maachen. Si hëlleft bei astronomeschen Observatioune a bei Ënnersichungen um Gebitt vun der Äerdmiessung.

Déi raimlech Opléisung vun engem Interferometer gëtt duerch d'Wellelängt an déi gréisst Distanz tëscht de bedeelegten Antenne bestëmmt. An normale Radiointerferometere ginn d'Signaler vun den eenzelen Antennen z. B. iwwer Welleleeder zesummegefouert an zur Interferenz bruecht. An der VLBI ginn dogéint d'Signaler vun den eenzelen Antennen zesumme mat ganz geneeën Zäitreferenze gespäichert a spéider rechneresch korreléiert. Doduerch ass et méiglech, Interferenzen iwwer interkontinental Distanzen oder souguer mat Antennen am Weltraum (Weltraum-VLBI) ze kréien.

Astronomie

Déi genee Positiounsmiessunge vun der VLBI si wichteg fir d'Festleeë vum astronomesche Koordinatesystem. Déi mat VLBI erreechbar raimlech Opléisung ass am Ament den anere Beräicher vum elektromagnéitesche Spektrum iwwerleeën. Si ass allerdéngs op Objete mat heller Radioemissioun beschränkt. Mat VLBI ginn Jets vun energieräichen Deelercher ënnersicht, déi aus der Ëmgéigend vu schwaarze Lächer an aus Aktive galaktesche Kär ausstréimen. Weider Ziler sinn zum Beispill Maserquellen a Stäregenesissgebidder, an der Atmosphär vu Stären an nees an der Ëmgéigend vun aktive galaktesche Kären.

Am Mee 2012 gouf de VLBI fir d'éischt fir e SETI-Projet agesat. Dobäi gouf de Stär Gliese 581 mat den Instrumenter vum Australian Long Baseline Array erfuerscht.^[1]^,^[2]

Geodesie

De Radioteleskop am geodeteschen Observatoire vu Wettzell

D'Geodesie ass d'Wëssenschaft vun der Ausmoossung an der Duerstellung vun der Äerduewerfläch. Dobäi ginn net nëmme Moossinstrumenter a Satellitten, mä och VLBI-Miessunge fir d'Orientéierung op der Äerduewerfläch gebraucht. Himmelskierper déi wäit ewech leien an déi fir eis wéinst hirer grousser Distanz punktfërmeg erschéngen a visuell keng Eegebeweegung hunn, ginn observéiert an als Grondlag gebraucht, fir Positiounen op der Äerduewerfläch ze bestëmmen. Dat heescht, d'Ofstänn vun de Radioteleskope zouenee gi gemooss an doduerch och hir Beweegungen a Beweegungsrichtungen op e puer Millimeter genee bestëmmt. Sou ass et méiglech, eventuell Ofwäichungen duerch Verglach mat fréiere Miessunge festzestellen.

Moossprinzip

Duerch preziist Moosse vun de Signaler mat zwéin oder méi Radioteleskopen an hire mat Zäitmaarke bezeechenter Späicherung gëtt eng Aart Lafzäitmiessung méiglech. D'Date gi mat engem Korrelater sou laang op der Zäitachs verréckelt, bis eng bal vollstänneg Iwwereneestëmmung vun de Signalspëtzen erreecht ass.
No dësem Korreléieren entsprécht d'Verrécklung dem Lafzäit- respektiv Weeënnerscheed Δt_1,2 vum Quasar zu den zwéin (oder méi) Teleskopen. Duerch Ofmiesse vu méi Quasaren (5–20 an enger Stonn) gëtt eng Aart Vermiessungsnetz opgebaut. Well sech déi eenzel ΔTen duerch d'Äerdrotatioun dauernd änneren, kann ausser de Koordinaten och de momentane Rotatiounspol an déi astronomesch Zäit bestëmmt ginn.

D'Genauegkeet läit ëm 0,1 ns (Milliardstel Sekonnen), op d'Streck ëmgerechent bei e puer Zentimeter. Duerch déi grouss Zuel vu Miessungen (groussdeels automatesch) kënnen d'Netzer op ±1 cm berechent ginn.

Datereduktioun a Resultater

D'Miessunge si wéinst verschiddenen Aflëss ze korrigéieren:

Refraktioun an der Troposphär – Drécheen- a Fiichtdeel: den éischte gëtt iwwer Loftdrock an Temperatur bestëmmt, dee leschten ass wéinst staark schwankendem Inhalt u Waasserdamp schwéier modelléierbar
Refraktioun an der Ionosphär – si ass vun der Frequenz vun de Radiowellen ofhängeg a kann dofir duerch zwou Frequenzen zimmlech genee ermëttelt ginn
Zäitkorrekturen
Instrumentell Aflëss (Kalibréierung vun der Antenn, Exzentrizitéit asw.)

D'Resultater si gutt mat anere Moossmethoden ze kombinéieren – z. B. mat GPS an hirer Method, déi zweet Korrektur z'ermëttelen.

Duerch laangfristeg Bestëmmung vu Koordinate vun de Radioteleskope kënnen d'Beweegunge vun de Kontinenter duerch d'Plackentektonik bestëmmt ginn. Zanter e puer Joer ass dat mat Genauegkeeten am Millimeter- bis Zentimeterberäich méiglech. Déi ongeféier zéng grouss Placke beweege sech mat 2 bis 20 cm pro Joer.

VLBI-Netzwierker

Déi am Ament wichtegst benotzt VLBI-Netzwierker sinn:

VLBA: Very Long Baseline Array (USA)
EVN: European VLBI Network
LBA: Long Baseline Array (Australien)^[3]
VERA: VLBI Exploration of Radio Astrometry (Japan)
IVS: International VLBI Service for Geodesy and Astrometry^[4]

Kuckt och

Portal Astronomie

Literatur

Franco Mantovani: The role of VLBI in astrophysics, astrometry and geodesy. Kluwer Academic, Dordrecht 2004, ISBN 1-4020-1875-4.
Fujinobu Takahashi: Very long baseline interferometer. Ohmsha, Tokyo 2000, ISBN 1-58603-076-0.

Referenzen

↑ Kein verdächtiges Signal von Gliese 581 astronews.com
↑ SETI Finds No Signs of E.T. Nearby; H. Rampadarath, et al.: The First Very Long Baseline Interferometric SETI Experiment.@ Arxiv, ofgeruff de 6. Juni 2012
↑ An Overview of The LBA atnf.csiro.au
↑ About IVS ivscc.gsfc.nasa.gov, ofgeruff de 6. Juni 2012

[1] Kein verdächtiges Signal von Gliese 581 astronews.com

[2] SETI Finds No Signs of E.T. Nearby; H. Rampadarath, et al.: The First Very Long Baseline Interferometric SETI Experiment.@ Arxiv, ofgeruff de 6. Juni 2012

[3] An Overview of The LBA atnf.csiro.au

[4] About IVS ivscc.gsfc.nasa.gov, ofgeruff de 6. Juni 2012

[1]

[2]

[3]

[4]