Tudi ljudje oddajamo radijske valove
Z radijskim teleskopom je mogoče narediti zanimiv eksperiment, ki pokaže, da – čeprav na to običajno ne pomislimo – smo tudi ljudje izvor radijskih valov. Če človek stopi v snop antene radijskega teleskopa, se nivo merjenega signala po celem frekvenčnem območju opazno dvigne. Takšen eksperiment smo nedavno izvedli z radijskim teleskopom na Gimnaziji Šentvid.
V šoli smo verjetno vsi slišali za koncept sevanja črnega telesa – če kakršenkoli objekt dovolj segrejemo, bo oddajal svetlobo. Poimenovanje pojava je sicer precej ponesrečeno, saj pridevnik črno takoj vzbudi asociacijo na nekaj, kar bi svetlobo prej absorbiralo kot pa oddajalo; izraz sevanje segretega telesa bi bil verjetno bolj nazoren. Pojav lahko opazujemo v čisto vsakdanjem življenju, na primer pri žarnicah na žarilno nitko, pri električnih kuhalnih ploščah in nenazadnje pri Soncu in zvezdah. Pri tem opazimo, da je izsevana svetloba teles na nižjih temperaturah bolj rdeča, z višanjem temperature pa postane najprej rumena, nato bela in na koncu modrikasta (slednjo je moč videti le pri zvezdah, saj na Zemlji le redko naletimo na dovolj visoke temperature).
Iz tega sledi, da segreta telesa ne sevajo pri vseh valovnih dolžinah enako. Porazdelitev izseva glede na valovno dolžino opišemo s Planckovim zakonom. A če si ogledamo krivuljo, ki jo napove Planckov zakon, vidimo, da izsev ni omejen zgolj na vidno področje: nekaj elektromagnetnega valovanja se izseva tudi v valovnih dolžinah, ki so našim očem nevidne. Če se pomaknemo daleč proč od vidne svetlobe, proti valovnim dolžinam, ki ustezajo radijskem valovom, se izkaže, da postane krivulja skoraj ravna. Izsev je tam skoraj neodvisen od valovne dolžine, izsevana moč pa je kar v linearni zvezi s temperaturo objekta.
Radijski teleskop je naprava, s katero opazujemo zelo šibke izvore radijskih valov, zato je prispevek vsakega toplega objekta, ki ga zajamemo v snop antene, že dovolj znaten, da ga vidimo na meritvah. To smo v nedavnem eksperimentu preverili tudi sami. Radijski teleskop smo usmerili v nebo tik nad horizontom in izmerili radijski spekter v okolici vodikove črte (1420 MHz). Izvore vodikove črte v naši galaksiji na meritvi vidimo kot "kup", ki se dviga nad ravnim ozadjem šuma sprejemnika. Takoj zatem smo ponovili enako meritev, le da je tokrat Andrej stopil pred anteno. Na koncu smo še enkrat ponovili začetno meritev (samo nebo), da bi pokazali, da se ne razlikuje bistveno od prve.
Vpliv toplega objekta v snopu radijskega teleskopa. Rdeča in modra črta predstavljata meritvi, kjer je radijski teleskop opazoval zgolj nebo, zelena črta pa meritev, pri kateri je v snopu antene stal še človek. Zbiranje signala pri vsaki meritvi je trajalo 5 sekund, meritve pa so bile izvedene v razmikih po 10 sekund.
Demonstracija je odlično uspela – spekter iz druge meritve kaže po celem frekvenčnem območju za približno 2 dB višji signal kot spektra iz prve in tretje meritve. Slednja se med seboj malenkostno razlikujeta, kar gre pripisati segrevanju čipa sprejemnika med meritvijo.
Poskus zelo jasno pokaže, kako pomembno je zasnovati anteno radijskega teleskopa tako, da nima stranskih snopov, ki bi bili obrnjeni proti zemlji. Nebo ima namreč v radijskem področju efektivno temperaturo okoli 20 K, zemlja pa okoli 290 K. Radijsko sevanje zemlje lahko zato precej zmoti meritve šibkih izvorov v Vesolju.