전파망원경

벨 연구소의 칼 잔스키는 1931년에 장거리 통신용 안테나를 실험하던 중에 알려지지 않은 방출원으로부터 나오는 기이한 전파복사를 검출하게 되었다. 그는 이 복사가 매일 4분 정도 빠르게 최대 강도에 이른다는 것을 발견하고, 지구의 항성 자전 주기가 태양일보다 4분 빠르기 때문에 복사는 천구상에 고정된 어떤 지역에서 나오는 것이라는 결론을 내렸다. 이후 조사에서 복사원은 은하수 지역에 있는 것이 밝혀졌다.

 

1936년 아마추어 천문가이자 햄 무선가인 그로트 레버는 도금된 철과 나무를 사용하여 우주 전파를 수신할 목적으로 특수한 안테나를 만들었다. 몇 년 동안 계속해서 레버는 그러한 안테나를 몇 개 더 만들었으며, 그것들을 사용하여 외계 전파원을 찾기 위해서 최초의 전천 탐사를 수행했다. 그는 30년 이상 전파 천문학에서 활동했다. 천문학자들은 그때까지 전파 천문학의 거대한 잠재력을 인식하지 못했기 때문에 처음 10년 동안 그는 실제로 혼자 연구했다. 레버가 발견한 많은 천체는 그 후에 집중적인 연구대상이 되었다. 

 

전파는 들리지 않는다. 전파는 들릴 수 없다는 것이 중요하다. 전파는 라디오 수신기로부터 듣는 음파가 아니다. 빛처럼 전파는 전자기 복사의 한 형태이다. 따라서 그것을 검출하기 위해서는 전자 장비를 써야 한다. 라디오 방송을 들을 때 우리는 소리 정보를 전파로 바꾸고, 이것을 다시 변환시켜서 스피커나 헤드폰에 의해 다시 소리로 돌아오게 한다. 정보를 전파로 바꾸는 데에는 두 가지 방식이 있는데, 진폭을 변조시키는 것과 주파수를 변조시키는 것이 있다. 진폭을 변조시키는 건 AM 라디오이고, 주파수를 바꾸는 건 FM 라디오이다. 

 

 

전파는 금속과 같은 전기 전도체에 전류를 발생시킬 수 있다. 안테나는 그러한 전도체이다. 안테나가 전파를 가로채면 그 안에 약한 전류가 유도된다. 전류는 측정해서 기록할 정도로 충분히 강해질 때까지 라디오 수신기로 증폭된다. 텔레비전이나 라디오에서처럼 수신기의 다이얼을 돌려 하나의 주파수를 선택할 수 있는데, 오늘날 천문학에서느느 수천 개의 분리된 주파수대를 동시에 검출하도록 하는 매우 복잡한 자료 처리 기술이 널리 이용되고 있다. 따라서 천문학적 전파 수신기는 광학망원경의 분광계처럼 작동하면서 각 파장이나 주파수에서 받는 복사 에너지 양에 관한 정보를 제공하게 된다. 그러고 나서 전파 신호는 컴퓨터 처리 과정을 거쳐 일반적으로 더 많은 분석을 위해 자기 디스크나 테이프에 저장되는 것이다.

 

빛이 광학적으로 반짝이는 표면에서 반사되는 것처럼 전파도 전도체 표면에서 반사되며 동일한 광학 법칙을 따른다. 전파-반사 망원경은 망원경 거울과 비슷한 오목한 접시처럼 생긴 금속 반사기로 이루어졌다. 접시에 의해 모아진 전파가 초점으로 반사되면 이것들은 수신기로 보내져서 분석된다. 전파 천문학은 과학 천문학에 비해 늦게 개발되었지만 큰 성장을 이루었다. 광학망원경으로 관측하기에 장소가 마땅치 않은 유럽의 국가들은 전파망원경을 개발하는 데 집중했다. 네덜란드, 영국, 독일 등의 나라가 개발에 힘썼다. 세계 최대 전파망원경은 구경이 100미터나 된다. 이 중 하나가 바로 독일 본 근처에 있는 막스 플랑크 전파연구소에 있는 것이다. 또한 미국 서부 버지니아에 있는 국립 전파 천문대, 호주 파커스의 국립 전파 천문대, 푸에르토리코 아레시보의 국립 천문학 및 이온권 연구 센터 등에 위치해 있다.