電波望遠鏡について

質問

電波望遠鏡について
小口径のパラボラアンテナによる電波望遠鏡を距離をおいて複数台設置すると、その観測結果は
巨大な口径のパラボラアンテナを持った電波望遠鏡のそれに匹敵するということを聞きました。
これはどういう原理によるものでしょうか。
教えて下さい。

回答No.5

nananotanu · ベストアンサー

#4さんへ

電波望遠鏡の干渉計の目的は、分解能の向上であって、感度の向上ではない、ということです。人工衛星でとてつもない口径に相当する電波望遠鏡を実現したりしているレベルの話ですものね。

質問者さんへ。もう、絶版になっていたと思いますが、図書館などで岩波科学の本「望遠鏡を作る人々」を読まれると、よく解ると思います(森本正樹著)。電波がどの方向から来たかを知るためには、2つの離れた電波望遠鏡での信号到達時間の差がわかればよい、というものです、簡単に言うと(例えば、時間差が0なら、(距離はわからないけれど)2つの電波望遠鏡の垂直二等分線上に信号源がある、とわかりますよね：それに対し、2つの電波望遠鏡を(遠くに離して置いても)個々の電波望遠鏡の感度が上がるわけでは有りません(例えば、径が1mのアンテナ(望遠鏡)を1km離して置いても、1kmのアンテナ(が一個)ではなく、1mのアンテナが2個、デス))

お礼

nananotanu様
早々と回答をいただきありがとうございました。
分解能の向上ということだったのですね。
光学カメラでも同じ方法で分解能の向上が見込めればおもしろいものができますね。
どうもありがとうございました。

回答No.6

pochi2tama

＃５さん、ありがとうございました。

分解能の向上が主目的ということですね。
（天文以外の）アンテナでいうと指向性を高めることが主目的の位相差給電アンテナのようなものですね。これの規模を巨大にしたもの（超長波でも指向性を上げて分解能を高めるには大口径以外の方法では観測地点の距離差も利用しないといけない）ということですね。

放送波では波長もたかが知れているし電波の強さもそんなに弱いことは想定しなくてもよいが、天文レベルでは観測すべき電波（というか電磁波）のレベルも弱いし波長のレンジも広そうですし。

回答No.4

pochi2tama

No.２です。済みません。No.３の方の

> No1さんのいう「ちなみに」以降に相当して、こちらの効果には距離は関係ありません。

の意味が良くわかりません。後学の為、よろしければ解説いただけると幸いです。

補完の説明に問題があるということでしょうか？（電波望遠鏡の直接の例ではなく、補完の意味の説明をしただけなので…）

専門は天文ではなく電気（電子工学）なので、アンテナを複数設置した場合（質問者さん場合は電波望遠鏡ですが）に置き換えて単純に効果を説明したものです。

（質問者さんの質問と無関係な議論であると思われれば削除要請していただいて結構です）

回答No.3

SortaNerd

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%96%8B%E5%8F%A3%E5%90%88%E6%88%90
ここの「仕組み」の項が分かりやすいです。
http://en.wikipedia.org/wiki/Astronomical_interferometer
また別の説明がこちらの「Modern astronomical interferometry」の項の図にありますが残念ながら英語です。

なおNo2さんの説明は間違っています。No1さんのいう「ちなみに」以降に相当して、こちらの効果には距離は関係ありません。

回答No.2

pochi2tama

たとえば左右の視力がそれぞれ0.6の人がいるとします。当然片目ずつ検査すると0.6なのですが、両目で見ると０．７とか０．８になったりします。
複数の箇所で同時に観測すると、ノイズの影響を減らすことが出来ますし、感度も上がります。
（同一の波長・位相の信号は2か所で測定して加算すれば単純に信号は２倍になりますが、ノイズの場合は単純に2倍にはならないので、S/N比が改善されます）
という事で、もともと高性能な（この場合、大口径の）電波望遠鏡を使ったのと同様の効果を得られる事になります。（規模によって、それ相応の台数は必要ですが）

統計的にいえばサンプル数が大きいほうが精度が良くなるのと同じ。
解析するうえでも、補完（存在しないデータを計算で近似値を求めるなど）という作業が出来る事もあります。
例えば、何かの観測の結果、A地点の高さが１０メートル、B地点の高さが１２メートルだとしたときにA地点とB地点の中間の場所の高さは１１メートルくらいではないか、等。この場合だとA地点の高さしかわからないと中間地点の高さを推測することはできませんよね？

回答No.1

Tacosan

「結果」というか「分解能」ですね. 「干渉計」あるいは「超長基線電波干渉計 (VLBI)」あたりで調べてもらうといいかも.
ちなみに口径を大きくすると分解能がよくなるだけでなくより暗い天体まで観測できるようになります. こっちの性能は本質的に口径のみで決まってしまうので, 「大口径望遠鏡」の存在意義がないわけではありません.