กล้องโทรทรรศน์วิทยุ

ประวัติการค้นพบ

ในปี ค.ศ. 1932 คาร์ล แจงสกี (Carl Jansky) นักวิศวกรวิทยุ (Radio Engineer) ของบริษัท Bell Telephone Laboratories ในรัฐนิวเจอร์ซี ประเทศสหรัฐอเมริกา ค้นพบสัญญาณวิทยุจากอวกาศเป็นครั้งแรก ขณะที่เขาทดลองสายอากาศวิทยุที่ประดิษฐ์ขึ้นเพื่อศึกษาการรบกวนกันของสัญญาณวิทยุจากพายุฝนฟ้าคะนอง พบว่ามีสัญญาณรบกวนที่เปลี่ยนแปลงไปพร้อม ๆ กับการขึ้นตกของดาว ทำให้เขาค้นพบว่าเป็นสัญญาณที่มาจากนอกโลก คือสัญญาณวิทยุจากกาแล็กซีทางช้างเผือกของเรานั่นเอง 



แจงสกีกับอุปกรณ์สายอากาศที่ประดิษฐ์ขึ้น ทำให้ค้นพบสัญญาณวิทยุจากอวกาศเป็นครั้งแรก

      ต่อมาในปี ค.ศ. 1937 โกรท์ รีเบอร์ (Grote Reber) นักวิศวกรวิทยุ ได้ประดิษฐ์สายอากาศสมัยใหม่ในรูปของจานรับสัญญาณขึ้นเป็นครั้งแรก และสามารถรับสัญญาณวิทยุที่แจงสกีได้ค้นพบไว้ในปี ค.ศ.1932 และได้ใช้จานรับสัญญาณดังกล่าวทำการสำรวจท้องฟ้าในช่วงคลื่นวิทยุ และตีพิมพ์แผนที่ท้องฟ้าในช่วงคลื่นวิทยุเป็นครั้งแรก ในปี ค.ศ. 1944
ภาพจาก  NRAO
รีเบอร์ กับจานรับสัญญาณวิทยุแบบพาราโบรา
คลื่นวิทยุมีความยาวคลื่นมากกว่าคลื่นแสงมาก ดังนั้นกล้องโทรทรรศน์วิทยุจึงจำเป็นต้องมีพื้นที่ที่รับสัญญาณวิทยุกว้างกว่ากล้องโทรทรรศน์ในช่วงคลื่นแสง   กล้องโทรทรรศน์วิทยุส่วนใหญ่จะเป็นลักษณะจานรับสัญญาณวิทยุขนาดใหญ่  ยกตัวอย่างเช่น กล้องโทรทรรศน์วิทยุพารคซ์ (Parkes Telescope)  ถึงแม้ว่าจะมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของจานกว้าง 64 เมตร แต่ไม่สามารถสังเกตภาพดาวในช่วงคลื่นวิทยุได้ชัดเท่ากับกล้องดูดาวขนาดเล็กที่นักดูดาวสมัครเล่นใช้สังเกตวัตถุท้องฟ้า

ดังนั้นการที่จะสังเกตวัตถุท้องฟ้าต่างๆ ในช่วงคลื่นวิทยุให้ได้ชัดเจนมากยิ่งขึ้น (กำลังแยกภาพสูงขึ้น) จะต้องสร้างกล้องโทรทรรศน์วิทยุขนาดใหญ่ยิ่งกว่า ดังจะเห็นได้จากกล้องโทรทรรศน์วิทยุที่ใหญ่ที่สุดเป็นอันดับต้น ๆ ของโลก อันได้แก่


ตัวอย่างจานรับสัญญาณวิทยุขนาดใหญ่
กล้องโทรทรรศน์วิทยุอะเรซิโบ (Arecibo Telescope) 
– เส้นผ่านศูนย์กลาง 300 เมตร 
กล้องโทรทรรศน์วิทยุกรีนแบงค์ (Green Bank Telescope: GBT) ) 
– เส้นผ่านศูนย์กลาง 104 เมตร  ในประเทศสหรัฐอเมริกา

กล้องโทรทรรศน์วิทยุเอฟเฟลซ์แบร์ก (Effelsberg) 
– เส้นผ่านศูนย์กลาง 100 เมตร ในประเทศสหพันธรัฐเยอรมันนี  
กล้องโทรทรรศน์วิทยุโลเวลล์ (Lovell Telescope) 
– เส้นผ่านศูนย์กลาง 76 เมตร ในประเทศอังกฤษ



300-m Arecibo Telescope

อย่างไรก็ตามการสร้างจานรับสัญญาณที่มีขนาดใหญ่ จะตัองมีโครงสร้างที่แข็งแรงพอที่จะรับน้ำหนักกล้องดังกล่าวได้ รวมทั้งระบบขับเคลื่อนกล้องที่ต้องอาศัยมอเตอร์ขนาดยักษ์ ซึ่งสำหรับกล้องโทรทรรศน์วิทยุอะเรซิโบ ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางถึง 300 เมตร นั้นไม่สามารถใช้ระบบขับเคลื่อนดังกล่าวได้ จึงสร้างจานรับสัญญาณเหนือพื้นดินที่เป็นหุบเขาและไม่สามารถขับเคลื่อนจานได้ แต่ใช้วิธีปรับเครื่องรับสัญญาณที่แขวนอยู่เหนือจานรับสัญญาณเอง ให้บิดไปมุมเอียงต่างๆ ตามทิศทางที่ต้องการสังเกตการณ์ เมื่อไม่กี่สิบปีมานี้เองนักดาราศาสตร์ได้ใช้กล้องโทรทรรศน์วิทยุขนาดเล็ก หลายๆ สถานี สังเกตท้องฟ้าในเวลาเดียวกัน และข้อมูลที่ได้มาวิเคราะห์รวมกัน ทำให้ได้ข้อมูลที่มีกำลังแยกภาพสูง 
เปรียบเสมือนได้มาจากกล้องโทรทรรศน์วิทยุขนาดใหญ่เท่ากับระยะห่างที่สุดของกล้องโทรทรรศน์วิทยุในเครือข่าย   เทคนิคนี้เรียกว่า อินเทอเฟอโรมิเตอร์ (Interferometer)   ดังจะเห็นได้จากเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์วิทยุที่สำคัญของโลก ได้แก่  เครือข่ายกล้องโทรทรรศน์วิทยุวีแอลเอ (VLA: Very Larrge Array) ที่ประกอบไปด้วยจานรับสัญญาณวิทยุขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 25 เมตร จำนวน 27 สถานีเชื่อมต่อกันเป็นรูปดาวสามแฉก ตั้งอยู่ในรัฐนิวแม็กซิโก ประเทศสหรัฐอเมริกา  เมือโลกหมุนตำแหน่งของกล้องแต่ละตัวจะเปลี่ยนไป(เมื่อสังเกตโลกจากอวกาศ) ทำให้เครือข่ายดังกล่าวเปรียบเสมือนเป็นกล้องโทรทรรศน์วิทยุเทียมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางถึง 36 กิโลเมตร




นอกจากนี้ยังมี เครือข่ายกล้องโทรทรรศน์วิทยุเมอร์ลิน (MERLIN: Multi-Element-Radio-Linked-Interferometer-Network) ที่มีระยะห่างของจานรับสัญญาณในเครือข่ายประมาณ 216 กิโลเมตร ตั้งอยู่ในประเทศอังกฤษ เครือข่ายกล้องโทรทรรศน์วิทยุวีแอลบีไอ (VLBI: Very Large Baseline Interferomer) ซึ่งประกอบไปด้วยกล้องโทรทรรศน์วิทยุหลายสิบกล้อง ตั้งอยู่ทั้งในทวีปอเมริกาเหนือ ทวีปยุโรป และประเทศจีน ทำให้เปรียบเสมือนเป็นจานรับสัญญาณเทียมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากับเส้นผ่านศูนย์กลางโลกเลยทีเดียว ความพยายามของมนุษย์เรายังไม่จบสิ้นเพียงเท่านี้ ประเทศญี่ปุ่นได้ส่งดาวเทียมฮาลกา (Halga) :ซึ่งเป็นกล้องโทรทรรศน์วิทยุขนาดเล็กที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 8 เมตร ขึ้นไปโคจรรอบโลกและร่วมสังเกตการณ์พร้อมกับเครือข่ายวีแอลบีไอและได้ชื่อว่า เครือข่ายวีเอสโอพี 

(VSOP: The VLBI Space Observatory Program) เปรียบเสมือนกล้องโทรทรรศน์วิทยุเทียมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางถึง 21,000 กิโลเมตร  นอกจากนี้นักดาราศาสตร์ยังมีโครงการที่จะสร้างกล้องโทรทรรศน์วิทยุบนดวงจันทร์ด้านที่หันออกจากโลกเพื่อร่วมสังเกตการณ์และทำให้ได้กล้องโทรทรรศน์วิทยุเทียมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากับระยะห่างระหว่างโลกกับดวงจันทร์  และเป็นการลดสัญญาณระบบกวนในช่วงคลื่นวิทยุที่กำลังเป็นอุปสรรคสำหรับนักดาราศาสตร์วิทยุในปัจจุบันนี้



เครือข่ายวีเอสโอพี (VSOP)

นอกจากนี้ ท่านทราบหรือไม่ว่า ทำไมที่บริเวณหอดูดาวทางด้านดาราศาสตร์ในต่างประเทศ จึงห้ามใช้โทรศัพท์มือถือ เตาอบไมโครเวฟ หรือแม้แต่รถเครื่องยนต์เบนซิน เพราะอุปกรณ์ดังกล่าวก่อให้เกิดสัญญาณรบกวนในช่วงคลื่นวิทยุ ที่เราอาจเคยสัมผัสในชีวิตประจำวัน เช่น การทำงานเครื่องดูดฝุ่น หรือเครื่องโกนหนวด ส่งสัญญาณรบกวนการรับภาพของโทรทัศน์ และสัญญาณจากโทรศัพท์มือถือรบกวนกับ
เครื่องรับวิทยุหรือระบบขยายเสียงเป็นต้น 

 


หน้าแรก

กลับหน้าแรกโฮมเพจฟิสิกส์ราชมงคล