שימוש באסטרונומיה במיקרוגל כדי לחקור את הקוסמוס

לא רבים חושבים על מיקרוגלים קוסמיים כשהם מכניסים את האוכל לארוחת הצהריים בכל יום. אותו סוג קרינה שמשמש תנור מיקרוגל בכדי לחסל בוריטו מסייע לאסטרונומים לחקור את היקום. זה נכון: פליטות מיקרוגל מהחלל החיצון עוזרות להציץ בחזרה מתחילת הקוסמוס.

מערכת עצמים מרתקת פולטת מיקרוגל בחלל. המקור הקרוב ביותר למיקרוגל הלא ארצית הוא השמש שלנו. אורכי הגל הספציפיים של מיקרוגל שהיא שולחת נקלטים באטמוספירה שלנו. אדי מים באטמוספירה שלנו יכולים להפריע לגילוי קרינת מיקרוגל מהחלל, לספוג אותו ולמנוע ממנו להגיע לפני השטח של כדור הארץ. זה לימד אסטרונומים שלומדים קרינת מיקרוגל בקוסמוס להציב את הגלאים שלהם בגובה רב על כדור הארץ, או בחלל.

מצד שני, אותות מיקרוגל שיכולים לחדור לעננים ועשן יכולים לעזור לחוקרים ללמוד תנאים על כדור הארץ ולהעצים את התקשורת הלוויינית. מסתבר שמדע המיקרוגל מועיל במובנים רבים.

אותות מיקרוגל מגיעים באורכי גל ארוכים מאוד. איתורם דורש טלסקופים גדולים מאוד מכיוון שגודל הגלאי צריך להיות גדול פי כמה מאורך גל הקרינה עצמו. מצפי הכוכבים הידועים ביותר באסטרונומיה במיקרוגל נמצאים בחלל וחשפו פרטים על חפצים ואירועים כל הדרך אל ראשית היקום.

המרכז שלנו שביל החלב הוא מקור מיקרוגל, אם כי הוא אינו כה נרחב כמו בגלקסיות אחרות ופעילות יותר. החור השחור שלנו (שנקרא מזל קשת A *) הוא שקט למדי, ככל שהדברים האלה מתרחשים. נראה כי אין לו מטוס מסיבי, ורק מדי פעם ניזון מכוכבים וחומרים אחרים העוברים קרוב מדי.

פולסרים (כוכבי נויטרון מסתובבים) הם מקורות חזקים מאוד לקרינת מיקרוגל. עצמים חזקים וקומפקטיים אלה הם שני רק לחורים שחורים מבחינת הצפיפות. לכוכבי הניוטרון שדות מגנטיים חזקים וקצב סיבוב מהיר. הם מייצרים קשת רחבה של קרינה, כאשר פליטת המיקרוגל חזקה במיוחד. לרוב מכנים פולסרים "פולסרי רדיו" בגלל פליטת הרדיו החזקה שלהם, אך הם יכולים להיות גם "בהירים במיקרוגל".

מקורות מרתקים רבים למיקרוגל שוכנים היטב מחוץ למערכת השמש והגלקסיה שלנו. לדוגמה, גלקסיות פעילות (AGN), המופעלות על ידי חורים שחורים סופר-מסיביים בגרעינים שלהם, פולטים תקיעות חזקות של מיקרוגל. בנוסף, מנועי החורים השחורים הללו יכולים ליצור מטוסי פלזמה מסיביים שגם זוהרים באורכי גל מיקרוגל. חלק ממבני הפלזמה הללו יכולים להיות גדולים מכל הגלקסיה המכילה את החור השחור.

בשנת 1964 מדעני אוניברסיטת פרינסטון דיוויד טוד וילקינסון, רוברט ה. דיקקה, ופיטר רול החליטו לבנות גלאי לציד מיקרוגלים קוסמיים. הם לא היו היחידים. שני מדענים במעבדות בל - ארנו פנציאס ורוברט וילסון - בנו גם "קרן" כדי לחפש מיקרוגלים. תחזית של קרינה כזו בתחילת המאה העשרים, אך איש לא עשה דבר בחיפושה. מדידות המדענים מ -1964 הראו "שטיפה" עמומה של קרינת מיקרוגל על ​​כל השמים. כעת מתברר כי זוהר המיקרוגל הקלוש הוא אות קוסמי מהיקום הקדום. פנזיאס ווילסון המשיכו לזכות בפרס נובל על המדידות והניתוחים שביצעו והובילו לאישור הרקע המיקרוגל הקוסמי (CMB).

בסופו של דבר, אסטרונומים קיבלו את הכספים לבנות גלאי מיקרוגל מבוססי חלל, שיכולים לספק נתונים טובים יותר. לדוגמה, הלוויין Cosmic Microbe Background Explorer (COBE) ערך מחקר מפורט על CMB זה החל משנת 1989. מאז, תצפיות אחרות שנערכו באמצעות בדיקת מיקרוסקופ האיסוטרופיה של וילקינסון (WMAP) זיהו קרינה זו.

ה- CMB הוא אחרי הזריחה של המפץ הגדול, האירוע שהניע את היקום שלנו. זה היה חם ואנרגטי להפליא. עם התרחבות הקוסמוס הנולד, צפיפות החום צנחה. בעיקרון, הוא התקרר, ואיזה מעט חום התפשט על שטח גדול וגדול יותר. כיום היקום הוא 93 מיליארד שנות אור, וה- CMB מייצג טמפרטורה של בערך 2.7 קלווין. אסטרונומים רואים את הטמפרטורה המפוזרת כקרינת מיקרוגל ומשתמשים בתנודות הקלות ב"טמפרטורה "של ה- CMB בכדי ללמוד עוד על מקורותיו והתפתחותו של היקום.

גלי מיקרוגל פולטים בתדרים שבין 0.3 ג'יגה הרץ (GHz) ל -300 ג'יגה הרץ. (ג'יגה הרץ אחד שווה למיליארד הרץ. "הרץ" משמש לתיאור כמה מחזורים בשנייה שמשהו פולט בהם, כאשר הרץ אחד הוא מחזור אחד בשנייה שנייה.) טווח התדרים הזה תואם את אורכי הגל בין מילימטר (אלף מטר למטר) לבין מטר. לעיון, פליטת טלוויזיה ורדיו פולטת בחלק התחתון של הספקטרום, בין 50 ל 1000 מגה-הרץ.

קרינת מיקרוגל מתוארת לעיתים קרובות כלהקת קרינה עצמאית אך נחשבת גם כחלק ממדע האסטרונומיה ברדיו. אסטרונומים מתייחסים לעיתים קרובות לקרינה באורכי גל באזור אינפרא אדום רחוקלהקות רדיו, מיקרוגל ותדר גבוה במיוחד (UHF) כחלק מקרינת "מיקרוגל", למרות שהן טכנית שלוש רצועות אנרגיה נפרדות.