Introduzione alla Radioastronomia Parte II Nichi DAmico Dipartimento di Fisica, Universita degli Studi di Cagliari INAF – Osservatorio Astronomico di Cagliari.

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1 Introduzione alla Radioastronomia Parte II Nichi DAmico Dipartimento di Fisica, Universita degli Studi di Cagliari INAF – Osservatorio Astronomico di Cagliari

2 Riassumiamo la prima parte del Seminario La Radioastronomia si occupa dellosservazione di corpi celesti nella banda radio ( = 10 m mm) Uno dei limiti intrinseci di un radiotelescopio: La risoluzione angolare Interferometria e Sintesi dApertura

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4 Un altro limite intrinseco di un radiotelescopio: la difficoltà di campionare il piano focale

5 2. Campionamento del piano focale Una sorgente puntiforme in asse produce al centro del piano focale una figura di diffrazione. Lintensità del campo elettromagnetico nel lobo delle figura di diffrazione principale induce nel feed delle correnti che sono poi amplificate nel ricevitore… Feed al centro del piano focale Feed fuori centro Una sorgente puntiforme fuori asse produce sul piano focale una figura di diffrazione fuori centro. Se disponessimo di un feed posizionato fuori centro, potremmo misurare la radiazione proveniente da questa sorgente fuori asse. Se potessimo disporre di tanti feed sul piano focale, potremmo osservare tante sorgenti con una singola osservazione, senza cioè dovere spazzolare la regione di cielo con tanti puntamenti adiacenti

6 f/0.4 f/1.2 Da un punto di vista puramente geometrico, una focale corta offre un campo di vista più largo, ma…

7 Deformazione di coma (D/F) 2 ×

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10 1 mt sul piano focale 3 mt sul piano focale !! ma… Siccome la deformazione di coma aumenta come (D/F) 2 x, il campo di vista non distorto è molto più ampio con focali lunghe

11 Focale lunga (fuoco secondario) Focale corta (fuoco primario) Vantaggi: Feed piccoli Poco bloccaggio Svantaggi: Distorsione di coma Vantaggi: Poca deformazione Spillover Spillover Feed di grandi dimensioni Svantaggi: Feed di grandi dimensioni Poco spillover Poco spillover Bloccaggio significativo Bloccaggio significativo Come scegliere la focale ottimale ?

12 Sampling the focal plane : The impact of new technology solutions The Parkes multibeam receiver An impressive example:

13 Parkes 64 mt dish f/0.4 = 21 cm

14 Highlights of the Parkes Multibeam observations: A boom of Pulsar counting ! A survey of the Galactic plane carried out at Parkes with the new multibeam receiver: 50 20 350 320 290 260 5 +5 -5 -5 2,700 pointings (35 min per pointing) 35,100 beam positions 3.5 Terabytes 1998 - 2002 > 650 New pulsars ! A survey of the Globular Cluster System carried out at Parkes with the same system: +11 new pulsars in 47Tuc 12 new pulsars In 6 new GC

15 Pulsar Spin down Increase in P results from loss of rotational energy. Radiating mostly magnetic dipole radiation. time Period E = {I 2 } = I = |m| 2 4 sin 2 E = {I 2 } = I = |m| 2 4 sin 2 d dtdt3c 3 1..

16 Period Time Observed P and c = 1 P 2 Magnetic dipole energy loss Pulsar Ages and Magnetic fields. B (P P) 1/2. P. P. P

17 A newly born pulsar A newly born pulsar has high magnetic field and relatively short spin period

18 Medium age pulsars A young pulsar evolves relatively fast and slows down. The magnetic field of an old pulsar might eventually decay

19 Died pulsars Slow pulsars with low magnetic fields are not observable as radio sources any more

20 A died pulsar could be spun up and rejuvenated by an evolving binary companion

21 A newly born millisecond pulsar

22 The B-P diagram today (field pulsars only)

23 New perspectives in pulsar research Young pulsars are interesting, they could be the counterparts of the unidentified gamma-ray sources Rare, but interesting, objects New Parkes findings 30 new young pulsars Binary pulsars are interesting, they help in the understanding of stellar evolution, and are powerful probes in General Relativity 10 new binary pulsars 3 relativistic binaries 1 massive companion (11 M o ) Millisecond pulsars in Globular Clusters are interesting, they are powerful probe of the Cluster dynamics. 11 new millisecond pulsars in 47Tucanae (+10 already known). 12 new millisecond pulsars in 6 Clusters, including 5 in NGC6752

24 Pulsar timing applications Pulsars are among the most stable Pulsars are among the most stable clocks known clocks known Precise timing provides astrometric Precise timing provides astrometric positions of pulsars positions of pulsars Precise timing of pulsars provides Precise timing of pulsars provides information on Globular Cluster dynamics. information on Globular Cluster dynamics. Millisecond pulsar timing could be Millisecond pulsar timing could be used as a Gravitational Wave Detector. used as a Gravitational Wave Detector. Millisecond Pulsar Precise timing of binary pulsars allows the Precise timing of binary pulsars allows the observation of General Relativity effects observation of General Relativity effects