射电天文学

我们的地球被大气、云和电离层等团团包围着，这既保护我们免受外来射结、流星等的威胁，也不同程度的影响到外来信息的传递和人类对外的观察。

然而，自然的安排既神奇又巧妙，在地球被层层“包裹”的同时，几个可供观测的窗口也留给了我们，这就是光学窗和无线电窗。

在天文学这门古老的学科中，天文工作者使用各种光学仪器，通过光学窗对宇宙天体进行观察，探索到了不少天体的奥秘，但由于光学窗受云层、

雾气的影响，长期以来，天文观测只能在天气晴朗的时候进行，观测的目标一直是天体发射出来的光的现象。

无线电比较开阔，且不受云层、雾的影响，所以是一个很有用的窗口，有趣的是，它的发现竟是无意碰到的。

1924 年，人们利用电磁波商量电离层的高度时发现当波长小于 60 米后，就收不到电离层的回波了。这是由于无线电窗存在的缘故，但局限于当时的科学技术水平，人们并没有认识到这一点。

1928 年，年仅二十八岁的无线电物理学家 C·G·Jansky 接受了贝尔试验室分配给他的一项任务，设法解决横越大西洋的无线电话受“静电噪声” 的严重干扰问题。在数年的研究中，他发现产生静电干扰的原因之一是来自外层空间的无线电波的“捣乱”。这种“捣乱”的发源地在哪里呢？聪明而又善于思考的 Jansky 根据这种无线电波强度变化的周期正好等于地球相对于恒星的自转周期 23 小时 56 分 4 秒这一事实，断实它既非来自地球，也非来自太阳，而是来自更遥远的宇宙星空，其方向刚好指向银河系中心——人马星座。1937 年，G·Reber 也发现该方向有波长为 2 米的电波，同时还发现了其它星座的电磁波。第二次世界大战时，英国炮瞄雷达有时突然受到干扰，结果发现干扰来自太阳，特别是太阳有黑子、耀斑时，干扰更强，说明太阳也在时刻发射着无线电波。射电波以电噪声的形式干扰地球，尽管它十分隐秘，最终还是被人类所俘获。

人们通过接收宇宙天体不停发射的无线电波便能探则宇宙奥秘，射电文字学也就这样诞生了。因此，可以说射电天文学是一门在射电望远镜基础上发展起来的新学科。

射电天文望远镜一般是利用高灵敏、低噪声的微波量子放大器作为核心部件的，许多宇宙射电谱是某些分子的精细和超精细结构辐射谱或吸收谱，并且很有可能在宇宙射电谱中存在着微波激射现象。射电望远镜是“听到” 而不是“看到”来自外层空间的电磁波的。

射电天文学使用的仪器除射电望远镜外，还有射电干涉仪和雷达等。其中射电望远镜和射电干涉仪都只能被动地接收天体来的电波，而利用雷达则可以向天体发射电波，然后接收天体所散射和反射的回波，对两种波进行分析，便可以获得单凭其他手段难以得到的新资料。使天文学从纯观测科学向实验科学前进了一步。

自从二十世纪四十年代射电天文学开始发展以来，世界各国对天体射电进行观测，已经给天文学，特别是天体物理学方面，增添了很多宝贵的资料。

1967 年 8 月 6 日，英国剑桥大学使用他们的 81.5MHZ 的射电望远镜意外地接收到了脉冲信号，当时并不明其原因。由于脉冲信号的周期惊人地稳定和准确，人们普遍怀疑是宇宙中其它文明世界传来的向地球人招手的电信号。过了几个月，科学家们在分析记录时才意识到他们可能发现了一种新型天体，即脉冲星，取名 CP1919。这一观测结果于 1968 年公开发布，引起了天文学界极大的轰动。现在，脉冲星被公认为是中子星，因它们的星体小，但密度极大，有的每立方厘米的重量竟高达一亿吨，所以有人认为脉冲星是超新星的遗迹。

流星是我们常见的天文现象，现在采用较好的雷达对其进行昼夜不停的连续探测，每小时可发现数以亿升的流星冲进地球大气层。观测表明，这些流星都是属于太阳系的成员，对研究太阳系的起源和演化具有重要作用。

在对太阳活动现象，如黑子、耀斑以及射电爆发的研究中发现，它们严重地影响短波通信，产生磁爆和极光，影响地面气象，影响生物的生长和人类的健康，对人造卫星，载人飞船有严重的威胁。因此，预报太阳的活动也是射电天文学研究的一项重大课题。

此外，采用那些能透过星际尘埃的射电，已大体弄清银河系的结构。而微波背景辐射的发现、新星爆发的观测、类星体等的发现及许多星际

分子的射电观测研究，不仅对天文学，而且对物理学、电学、生物学等其它学科也作出了重要贡献。