Солнце и другие звезды мы видим благодаря тому, что они испускают свет — электромагнитные колебания с длиной волны от 0,38 до 0,77 мкм. Именно к этому диапазону волн чувствителен глаз человека. Но электромагнитные волны — это не только видимый свет, но и другие виды излучения, не воспринимаемые человеческим глазом: ультрафиолетовые, инфракрасные, рентгеновские лучи, радиоволны и т. д.
Впервые открыл существование радиоизлучения, идущего из глубин космоса, американский ученый К. Янский в 1932 г. Как его «увидеть»? Какие загадки Вселенной помогут раскрыть эти лучи? «Увидеть» невидимые лучи астрономам помог новый мощный инструмент — радиотелескоп, созданный в 40-х гг. XX в.
Современный радиотелескоп — это целый комплекс различных конструкций, механизмов, узлов, приборов. Главные его части — антенна для улавливания электромагнитных волн, очень чувствительный радиоприемник, в котором усиливается и обрабатывается полученный сигнал, и измерительные устройства, служащие для исследования характера и свойств зафиксированного излучения.
В зависимости от конструкции антенны радиотелескопы бывают двух типов. У одних антенна представляет собой вогнутое цельнометаллическое или решетчатое зеркало диаметром до нескольких десятков метров. У других это рама, на которой параллельно друг другу укреплены металлические стержни. Одни антенны неподвижны относительно Земли и, вращаясь вместе с ней, дают возможность просматривать последовательно различные участки неба. Зеркала других телескопов могут поворачиваться, позволяя нацелиться на любую звезду и следить за ней.
У радиотелескопов есть важное преимущество перед оптическими телескопами — наблюдать за звездами с их помощью можно и днем. Для радиоволн солнечный свет не помеха. Глазам ученых, вооруженных радиотелескопами, открылось совершенно незнакомое небо.
В радиолучах «засветились» новые звезды, газовые туманности и даже целые галактики, невидимые в оптические телескопы.
Однако до Земли доходит довольно слабый поток радиоволн. Даже Солнце — самый близкий к Земле радиоисточник — дает плотность излучения в 108 раз меньшую, чем телевизионная станция средней мощности, расположенная на расстоянии 50 км. Ясно поэтому, сколь значительной должна быть чувствительность радиотелескопов. Чтобы улавливать очень слабое излучение от далеких космических объектов, сооружаются все более мощные радиотелескопы. В 1976 г. вступил в строй «РА-ТАН-600» — уникальный радиоастрономический телескоп диаметром 600 м. С его помощью ученые изучают и относительно близкие к нам планеты Солнечной системы, и значительно удаленные от Земли небесные тела.
Радиоастрономы не только принимают сигналы из космоса, но и посылают их туда с помощью радиолокаторов. Волны, посланные узким пучком, летят в космосе, пока не встретят на своем пути какое-нибудь небесное тело. Отразившись от него, они возвращаются на Землю и попадают в антенны радиотелескопа. По времени путешествия сигнала туда и обратно можно очень точно определить расстояние до небесных тел — комет, астероидов, планет, а также скорости их движения и даже рельеф поверхности.
К сожалению, не все радиоволны из космоса достигают поверхности Земли. Происходит это из-за того, что ионосфера (ионизированная часть атмосферы, расположенная выше 50 км) «прозрачна» только для узкого диапазона длин волн — от нескольких миллиметров до 15—20 м. Более длинные волны, которые могут нести много ценной информации о процессах во Вселенной, ионосфера не пропускает. И поэтому ученые разрабатывают проекты космических радиообсерваторий.