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Radio|astronomie,

 

Teilgebiet der Astronomie, das sich mit der Erforschung der aus dem Weltall kommenden Radiostrahlung (Radiofrequenzstrahlung) befasst, die wie das sichtbare Licht die Erdatmosphäre zu durchdringen vermag. Das Radiofenster (astronomische Fenster) umfasst den Wellenlängenbereich von etwa 1 mm bis 20 m. Die Untersuchung kürzerwelliger Strahlung fällt in das Gebiet der Submillimeterastronomie, das zum Teil auch zur Radioastronomie gezählt wird. Das Radiofenster wird auf der kurzwelligen Seite infolge der Absorption in der Erdatmosphäre (v. a. durch Sauerstoff und Wasserdampf), auf der langwelligen Seite durch die Reflexion der Radiostrahlung an der Ionosphäre begrenzt. Die Beobachtungen, die nicht von dem in der Erdatmosphäre gestreuten Sonnenlicht beeinflusst werden und daher auch am Tage möglich sind, erfolgen mit Radioteleskopen sowie mit Radiointerferometern.

 

Die von den kosmischen Radioquellen emittierte Strahlung kann sowohl eine Kontinuum- als auch eine Linienstrahlung sein. Die kontinuierliche thermische Radiostrahlung wird in ionisierten Gasen und relativ kühlen festen Körpern oder Teilchen (Staubteilchen) emittiert, die kontinuierliche nichtthermische Strahlung ist im Allgemeinen Synchrotronstrahlung. Die Linien entstehen u. a. nach der Rekombination ionisierter Atome (von Wasserstoff, Helium und Kohlenstoff) mit freien Elektronen beim Übergang von hochangeregten Zuständen zu benachbarten tiefer liegenden, die Einundzwanzig-Zentimeter-Linie wird hingegen von neutralen interstellaren Wasserstoffatomen im Grundzustand ausgestrahlt. Die meisten Emissionslinien im Radiobereich stammen von interstellaren Molekülen, von denen bisher mehr als 80 nachgewiesen werden konnten (interstellare Materie). Der von den Radioquellen kommenden Kontinuumstrahlung können von der zwischen diesen und dem Beobachter liegenden interstellaren Materie zusätzlicher Absorptionslinien aufgeprägt sein. Neben isolierten Radioquellen untersucht die Radioastronomie die kosmische Radiohintergrundstrahlung.

 

Die Radiostrahlung unterliegt nicht der interstellaren Extinktion, sodass die Radioastronomie auch Objekte und Räume untersuchen kann, die den Beobachtungen im sichtbaren Spektralbereich unzugänglich sind. Dies trifft z. B. auf die weitere Sonnenumgebung im Milchstraßensystem zu, dessen Spiralstruktur v. a. aufgrund der Untersuchung mittels der 21- cm-Linie aufgeklärt werden konnte, sowie die Molekülwolken, die wegen ihrer hohen Extinktion im sichtbaren Spektralbereich völlig undurchsichtig sind. Die Radioastronomie untersucht weiterhin Materiezustände, bei denen z. B. infolge sehr niedriger Temperaturen die Ausstrahlungen in anderen Spektralbereichen unter der Nachweisgrenze liegen, und Objekte, die im Radiobereich eine höhere Ausstrahlung haben als im optischen Bereich (Pulsare, Radiogalaxien, Quasare). Für das Verständnis der Struktur und der Entwicklung der Welt als Ganzes (Kosmologie) hat die Untersuchung der kosmischen Hintergrundstrahlung, deren Energiemaximum bei 1,1 mm und damit im Radiofrequenzbereich liegt, große Bedeutung.

 

Die Radioastronomie begann 1932 mit Untersuchungen der aus dem Gebiet der Milchstraße kommenden Radiostrahlung im Dekameterbereich durch K. G. Jansky. Als erste isolierte Radioquelle wurde 1942 die Sonne entdeckt. 1944 sagte H. C. van de Hulst aufgrund theoretischer Überlegungen die Existenz der 21-cm-Linie des atomaren Wasserstoffs voraus, die 1951 von H. I. Ewen (* 1922) und E. M. Purcell in den USA und wenig später auch von niederländischen und australischen Astronomen beobachtet wurde. 1968 wurde als erstes interstellares Molekül das OH-Radikal entdeckt.

 

Literatur:

 

G. L. Verschuur: Die phantast. Welt der R. (a. d. Engl., Basel 1988);

 K. Rohlfs u. T. L. Wilson: Tools of radio astronomy (Berlin ³2000);

 T. L. Wilson u. S. Hüttemeister: Tools of radio astronomy. Problems and solutions (Berlin 2000).