射 电 天 文 学

跨越地平线

　　利用天体在1毫米以上波段的辐射来研究天文现象的学科。以无线电接收设备为观测手段，诞生于30年代初美国无线电工程师央斯基检测长途无线电通讯中的干扰信号时的偶然发现。理论上以近代物理为基础来分析研究天体的物理特性、化学组成和结构演化。

　　当我们参观射电天文台时常看见许多仰面朝天的金属丝网或薄板构成的抛物面天线，那就是射电望远镜的本体。为了获得高灵敏度和高角分辨率，天线的口径常相当大，最大的有美国阿勒西波的300米固定天线望远镜，俄国的RATAN-600以及德国波恩的100米可动天线望远镜。为了获得毫秒级的角分辨率，还用多台天线构成干涉仪及综合口径望远镜，如甚长基线干涉仪，美国的VLBA等。目前正在酝让中的接收面积数平方公里的VLT和2000平方米的MMA以及空间射电望远镜干涉仪VLBI代表着射电仪器技术的新高峰。另一方面频谱观测技术的发展也很重要，移动频谱仪和声光频谱仪以及外差干涉仪均很重要。

　　普通恒星的黑体射电辐射非常微弱。我们探测到的射电源多是非热辐射，大多与天文世界中的能量迸发有关。规模最小的有太阳表面的局部爆发、特殊恒星的爆发；较大的有晚期恒星的爆炸；更大的如星系核的爆发（活动星系核和类星体）等。这些天体的非热辐射有电子和离子发生碰撞的过程中产生的韧致辐射、有相对论性电子在磁场内回转时发生的同步加速辐射和高温等离子体内出现不稳定时等离子体集合行为生成的等离子体波通过非线性效应而产生的等离子体辐射。其表现形式有连续辐射和谱线辐射之分。射电谱线有原子谱线、分子谱线和复合谱线之分。它们十分重要，一般产生于低温低压和低密度的星际空间，因而是研究星际物质分布、星系结构以及原恒星和恒星形成区的重要手段。最重要的原子谱线是波长21厘米的中性氢原子谱线。分子谱线主要由分子的转动跃迁产生，其中有很多有机分子谱线。中性氢的21厘米谱线和许多有机分子脉泽谱线提供了有关银河系结构和恒星形成区的许多有趣的新知识。红移后的中性氢赖曼线系使我们发现了类星体以及星系际气体的分布和特性。射电辐射的谱特性和时变特性也是了解天体本质和辐射机制的重要观测表象。类星体、脉冲星和3度K微波背景的发现是射电天文对近代天体物理的三大贡献。

　　随着观测手段的不断革新，射电天文学在天文学的各个层次中都作出了重要的贡献。在每个层次中发现的天体射电现象，不仅是光学天文的补充，而且常常越出原来的想象，开辟新的研究领域。