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

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

2 I Radiotelescopi italiani Noto (SR) 32 mt [CNR] Medicina (BO) [CNR] 32 mt [CNR] Matera 20 mt [ASI]

3 1998: Accordo CNR - ASI - RAS per la costruzione, in Sardegna, di un grande radiotelescopio, versatile, di concezione moderna: il Sardinia Radio Telescope (SRT) Finanziamenti: 59.0 G £ MURST (Antenna) 10.6 G £ RAS (Infrastrutture tecnologiche) 10.6 G £ RAS (Infrastrutture tecnologiche) 6.5 G £ ASI (Progetto Vertex) 6.5 G £ ASI (Progetto Vertex) Sito: Pranu Sanguni (San Basilio, CA)

4 I problemi osservativi della radioastronomia : 1.Risoluzione angolare 2.Campionamento del piano focale 3.Cambio di frequenza

5 1. 1. Risoluzione angolare Sistema Ricevente feed Piano focale ~ /d

6 Sorgente puntiforme a distanza infinita Feed Figura di diffrazione (sorgente in asse) -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 Offset in posizione Risposta del sistema riflettore-feed

7 Alcuni esempi di radiotelescopi Medicina, 32mt Arecibo, Porto Rico, 300mt Jodrell Bank, UK 70mt Medicina, Croce del Nord ~ 30 arcmin (21 cm) ~ 4 arcmin x 2° (70 cm) ~ 30 arcmin (21 cm) ~ 3 arcmin (21 cm)

8 Mappa della Via Lattea in coordinate galattiche (falsi colori) = 70 cm (408 MHz); A=70m ~ 40 arcmin

9 Come risolvere il problema della risoluzione angolare: Interferometria e sintesi dapertura

10 Sorgente puntiforme a distanza infinita Fronte donda + Offset in posizione Baseline D Ritardo t Baseline /D

11

12 A A B B a) b)

13 Merlin (UK) 10hr N-S 3hr E-W 3hr E-W 10hr M82

14 Alcuni esempi di sistemi interferometrici

15 VLA (Very Large Array) Configurations: A 21.0 km B 6.4 km C 1.9 km D 0.6 km

16 A unified model of Active Galactic Nuclei (AGN), accounts for the features observed in Radiogalaxies (often identified with elliptical galaxies), in Quasars (which are also found at the center of spirals), and Seyfert galaxies. 4.9 GHz 0.4 arcsec resolution 1.4 GHz 5 arcsec resolution 1.4 GHz 1.4 arcsec resolution 1 arcmin 8 GHz 0.3 arcsec resolution

17 HST RADIO The elliptical galaxy NGC 4261

18 VLA observations of the Radiogalaxy NGC326 1.4 GHz (A+C array) 1.4 GHz (A array) 5 arcsec 1 arcmin

19 The most distant radiogalaxy known TN J0924-2201 at z = 5.19 VLA contour map at 4.8 GHz, superimposed on a near-IR image obtained at Keck-I telescope Spectroscopic observations made at Keck-I telescope show a redshift z = 5.19 At a redshift of 5.19 (nearly 11 billion light years from Earth, back in time ~90% of the age of the Universe), the radio galaxy is very young and still forming through merging of smaller galaxy components. 5 arcsec

20 The European VLBI Network (EVN) Imaging the expansion of a SNR shell in the M82 galaxy, at 12 million light-year distance