Глава I. Предмет и основные понятия радиоастрономии
Радиоастрономия представляет собой раздел астрономической науки, изучающий физические свойства и пространственно-временную структуру космических объектов по их электромагнитному излучению в радиодиапазоне длин волн. Радиодиапазоном в астрономии принято называть область электромагнитного спектра с длинами волн приблизительно от десятых долей миллиметра до десятков метров, что соответствует частотам от порядка 10^11 Гц до 10^6 Гц. В указанных пределах излучение распространяется в соответствии с законами классической электродинамики и может быть принято, усилено и зарегистрировано с помощью специализированных антенных и радиотехнических систем. Возникновение радиоастрономии как самостоятельной дисциплины относится к первой половине XX века и связано с обнаружением внеземных источников радиошума, не объяснимых атмосферными и техногенными причинами, что было впервые экспериментально установлено Карла Янского в 1932 году при исследовании радиопомех в коротковолновых линиях связи. Последующее развитие метода связано с работами Гроут Ребер, впервые построившего специализированную параболическую антенну для систематических радиоастрономических наблюдений.
Предметом радиоастрономии является изучение процессов генерации, распространения и взаимодействия радиоволн космического происхождения, а также реконструкция физических характеристик источников этого излучения на основе измеряемых параметров принимаемого сигнала. К таким параметрам относятся интенсивность, спектральное распределение, поляризация, угловое распределение излучения и его временные вариации. В отличие от оптической астрономии, радиоастрономия оперирует в основном с некогерентным тепловым и нетепловым излучением, а также с линейчатыми спектрами, обусловленными квантовыми переходами в атомах и молекулах межзвёздной среды.
Радиоастрономические методы позволяют исследовать объекты, недоступные для наблюдений в оптическом диапазоне вследствие сильного поглощения света межзвёздной пылью, а также процессы, не сопровождающиеся значительным оптическим излучением.
Физической основой радиоастрономии является теория электромагнитного поля, сформулированная в уравнениях Максвелла. В вакууме и в линейных изотропных средах электромагнитные волны описываются волновыми уравнениями, вытекающими из системы Максвелла, и распространяются со скоростью света c. Электрическая и магнитная компоненты волны ортогональны друг другу и направлению распространения. Плотность потока энергии электромагнитного излучения определяется вектором Пойнтинга, усреднённым по периоду колебаний.
