第十八講射電天文學的崛起和六十年代四大天文發現一、射電天文學的誕生二、銀河系結構的射電探測三、20世紀60年代的四大天文發現四、射電天文學的新進展一、射電天文學的誕生

1．央斯基的發現

1931－1932年期間捷裔美籍無線電工程師央斯基(K.G.Jansky,1905—1950)在貝爾電話實驗室工作。他用長30.5米、高3.66米的旋轉天線陣檢測無線電通訊的各種干擾因素。探測到一種來源不明的穩定的天電噪聲。

1935年確認這是來自銀河系中心的射電輻射。央斯基（1905—1950）

央斯基和他的首臺射電望遠鏡天線

2．雷伯的經典式射電望遠鏡

1937年美國無線電工程師雷伯(G.Reber,1911—)建造了9.45米口徑的拋物面天線，這是第一臺經典式射電望遠鏡。

1940年確認央斯基的發現，并繪出了對應于銀心的射電源的等強度線。論文發表于《天體物理學雜志》。雷伯和他的射電望遠鏡射電望遠鏡工作原理圖雷伯所得的首張銀河系射電圖（1939）雷伯繪制的對于銀心的射電源的等強度線

由于央斯基和雷伯的開創性工作，射電天文學誕生。這是天文學發展史上又一次新的飛躍，使得人類能夠接收來自宇宙的無線電波段的信號，極大地擴展和深化了人類認識宇宙的視野。從此，許多前所未有的發現接踵而來。英國的口徑76米澳大利亞的口徑64米

射電望遠鏡（1955）射電望遠鏡（1955）北京天文臺密云觀測站的射電望遠鏡射電干涉儀英國劍橋大學的復合射電干涉儀太陽射電圖

（1970.3.6.)(1970.3.8.)二、銀河系結構的射電探測

1．21厘米微波輻射的理論預言

1944年荷蘭天文學家范特胡斯特(H.C.vandeHulst,1918—)從理論上預言太空中的中性氫區發射波長為21．2厘米的微波輻射。

2．21厘米微波輻射的探測

1951年美國的尤恩(H.I.Ewen)和珀塞爾(E.M.Purcell)首次觀測到來自銀河系的21厘米譜線訊號。接著荷蘭的穆勒（C.A.Muller）和奧爾特(J.H.Oort,1900—)以及澳大利亞的克里斯琴森(W.N.Christiansen,1913—)等也觀測到了。

1958年荷蘭和澳大利亞的天文學家聯合探測，繪制了銀河系中性氫分布圖。清楚地顯示了銀河系具有旋渦結構，并發現了幾條旋臂。銀河系旋渦結構的射電復合圖三、20世紀60年代的四大天文發現

1．類星體的發現

1960年美國天文學家馬修斯(T.A.Matthews)和桑德奇(A.R.Sandage,1926—)等發現射電源3C48對應的光學像類似于一顆恒星，其光譜有一些奇怪的發射線。后來發現它的主要發射線實際上是紅移量達0.367的氫線。第一個被證認的類星體3C2732．微波背景輻射的發現

1964年7月至1965年4月美國貝爾電話實驗室的彭齊亞斯和R.W.威爾遜改進了巨型號角式天線。在波長7.35厘米的微波段進行探測，發現有相當于3.5±1K的剩余噪聲，噪聲是各向同性的，而且沒有季節性變化。

1965年下半年普林斯頓大學物理教授迪克(R.H.Dicke)領導的小組在3.2厘米波長處也觀測到了3K微波背景輻射。

1978年彭齊亞斯和威爾遜獲諾貝爾物理學獎。彭齊亞斯和威爾遜和他們的號角狀天線3．射電脈沖星的發現

1967年7月在英國天文學家休伊什(A.Hewish,1924—)的主持下，劍橋大學卡文迪許實驗室建成了一架時間分辨率很高的射電望遠鏡。工作波長3.7米，天線是2048個的偶極子的天線陣，占地面積18212平方米。1967年10月貝爾(S.J.Bell,1943—)發現記錄紙帶上有奇怪的脈沖信號。

1967年11月28日，記錄表明這個位于狐貍座的射電源以1.337秒極精確周期的脈沖形式輻射出射電波。1968年2月發表論文公布這一重要發現。這類發出射電脈沖的射電源稱為射電脈沖星。

1974年休伊什獲諾貝爾物理獎。

1939年美國原子物理學家奧本海默(J.R.Oppenheimer,1904—1967)預言并建立了第一個中子星模型。1968年美國天文學家戈爾德(T.Gold,1920—)指出射電脈沖星的本質就是高速自轉的中子星。射電脈沖星是高速自轉的中子星４．星際有機分子的發現

1963年和1968年12月美國先后發現星際羥基分子（OH），和星際氨分子（NH3），不久發現星際水分子（H2O）。

1969年3月美國一個小組用直徑43米的射電望遠鏡在射電源人馬座A和人馬座B２背景上發現星際甲醛分子(H2CO）。這是人類發現的第一個星際有機分子。之后，又發現了許多星際有機分子。星際有機分子的發現為宇宙化學和生命起源的研究揭開新的一頁。

６０年代的四大天文發現標志射電天文學已經成熟。也表明射電天文學為天文學開辟了全新的研究領域。四、射電天文學的新進展

1．大口徑射電望遠鏡

1963年美國建成阿雷西博大型射電望遠鏡，口徑305米，固定于山谷中。1974年改建，由38774塊鋁板拼成球面。80年代擴建為直徑366米。

1971年德國普朗克研究所建成口徑100米的全動拋物面射電望遠鏡。阿雷西博的世界最大射電天線美國的口徑100米射電望遠鏡德國的口徑100米全動拋物面射電望遠鏡（1971）2．甚長基線射電干涉測量

(VeryLongBaselineInterferometery,VLBI)

1965年美國佛羅里達大學的一個研究小組首次使用了各自獨立的磁帶記錄干涉儀，探測木星的射電爆發區域，獲得0.1″的分辨率。

當前VLBI的分辨率已達0.0002″。美國的甚大基線陣（VLBA）美國的VLBA局部甚長基線射電干涉測量原理圖3．綜合孔徑射電望遠鏡

20世紀50年代英國天文學家賴爾(M.Ryle,1918—)首先提出制造綜合孔徑射電望遠鏡的設想。1963年，他完成了兩天線最大變距為1.6千米的綜合孔徑射電望遠鏡。它的研制成功使射電源的成像成為可能。這是射電天文技術的一項重大突破。1971年賴爾主持制造英國劍橋大學的“五千米陣”。

賴爾的綜合孔徑射電望遠鏡美國的甚大陣（VLA）美國的VLA局部

賴爾榮獲1974年諾貝爾物理學獎。

當前最大的綜合孔徑射電望遠鏡是美國的甚大陣(VeryLargeArra