350 likes | 532 Views
Вселенная и РадиоАстрон Ю.Ю. Ковалев Астрокосмический центр Физического института им. П.Н. Лебедева Российской Академии наук. 14 апреля 201 4 г. Династия-2014. Угловое разрешение телескопов – возможность изучать мелкие детали.
E N D
Вселенная и РадиоАстрон Ю.Ю. Ковалев Астрокосмический центр Физического института им. П.Н. Лебедева Российской Академии наук 14 апреля 2014 г. Династия-2014
Угловое разрешение телескопов – возможность изучать мелкие детали одиночного радиотелескопа примерно равно длине волны наблюдения разделить на диаметр зеркала: λ/D интерферометра примерно равно длине волны наблюдения разделить на расстояние между телескопами: λ/B А интерферометра Космос-Земля может улучшить разрешение еще больше.
Радиотелескопы по всему мирунаблюдают квазары не только ради интереса ученых
Выброс релятивистской плазмы в галактике Дева А HST изображение Credit: F. Duccio Macchetto/NASA/ESA 15 ГГц VLBA+VLA карта
Как двигаются материки? Границы основных плит показаны зелеными линиями 1 см/год
Параметры вращения Земли – необходимая информация для точной работы ГЛОНАСС/ GPS Направление полюса мира Реальная длительность суток: отличие от 24 часов
Радиус перигея: 10-50 тысяч км, апогея: 330-360 тысяч км. Наклонение орбиты 51.6о
Станции управления:Уссурийск и Медвежьи озера. Методы измерения параметров орбиты: радиометрия, (полу-) замкнутая петля, лазерная дальнометрия, оптические измерения положения Спектр-Р, РСДБ измерения вектора состояния.
РадиоАстрон: базовая информация • Космический радиотелескоп: диаметр 10 метров • Запуск в 2011 г. • Диапазоны частот: 0.3, 1.6, 5, 22 (18-25) ГГц • Наивысшее разрешение (1.3 см): ~7 μas. • Орбита: перигей 1-50,000 км, апогей ~300,000 км, период ~9 дней; эволюционирующая • Пять методов определения параметров орбиты, включая Доплер, лазерные измерения, РСДБ • Требования на точность восстановления орбиты: расстояниедо 500 м, скорость до 2 см/с. • Ожидаемое время жизни: 5 лет • Станции управления: Уссурийск, Медвежьи озера. • Станции слежения: Пущино, Россия; Green Bank, США; ожидается: Южная Африка. • Ширина потока научных данных с КРТ: 128 Mbps. • Два метода временной синхронизации: по бортовому (незамкнутая петля)и наземному (замкнутая петля) водородному стандарту. • Программные корреляторы:АКЦ, DiFX-Bonn, JIVE SFXC.
Станции слеженияи сбора научной информации: РФ и США Грин Бэнк 43 метра Пущино 22 метра
Наземное РСДБ плечо Российская сеть Квазар, Евпатория (Украина), Effelsberg, Medicina, Yebes, WSRT, GBT, Arecibo, VLA, Usuda, EVN, VLBA, и др.
1.3 см: счастливое завершение испытаний Квазар 2013+370, 0.25 ED, время накопления 1 мин 6 см: КРТ-WSRT 1.3 см: КРТ-Effelsberg
Sensitivity improvements from original estimates – about the factor of 2 Российский бортовой активный водородный стандарт успешно работает на орбите уже около 2 лет!
Обзор ядер галактик Наземное РСДБ, 2 см: MedTb = 1012 K, maxTb (предел!) =5·1013 K. Результаты обзора VSOP на 6 см – аналогичны. При учете релятивистского усиления (для Лоренц-фактора до 50), предел яркости из обратного Компотона не нарушается. Но! Много пределов Tb. MOJAVE 15 GHz VLBA Tb (K) Задача обзора яркости ядер галактик (яркостных температур): Измерить размеры и яркость ядер галактик. Проверить предел на обратный Комптон эффект. Возможно только с помощью наземно-космического РСДБ. Уход на Земле на более высокие частоты решить задачу не поможет. Критически важно для проверки механизма излучения.
Квазар 3C273 • Результаты РадиоАстрон • 18 см • Размер ядра: < 270 µas (микросекунддуги); • Яркостная температура: • ~>1014 K. • 1.3 см • Размер ядра: • около 23 µas (микросекунддуги); • рекорд углового разрешения в мировой астрономии • Яркостная температура: • ~>4·1013 K. 2 000 µas VLBA, 2 см
Обзор ядер активных галактик предварительные выводы • Получены детектирования на экстремальных базах до 27 диаметров Земли, с угловым разрешением до 13 микросекунд дуги более 60 ядер галактик. • Мерцания на межзвездной среде нас “не убивают”. • Исследуем диапазон Tb, недоступный ранее. Типичные оценки яркостной температуры ядер пока: от 1013до >1014K. Много. Варианты объяснения: • Тяжелые частицы – требует очень эффективного ускорения и больших магнитных полей • Когерентные процессы – как? • Непрерывное ускорение частиц • Хитрая геометрия основания струи – не очень спасает • δ~100 – выше типичных оценок из РСДБ кинематики.
Радиоизображение Квазар 0716+714 расстояние: 1.6 Гпк. Ширина сопла струи: 1 световой год
Черные дыры: Дева А 2-3 февраля 2013 г.: первый эксперимент с крупнейшими наземными телескопами.Февраль 2014: картографирование. Миллиметрон...
Пульсар 1. Лаборатория экстремальной физики. 2. Прожектор, просвечиающий межзвездную среду. 3. Самые точные часы. 4. Проверка ОТО и гравтиационная астрономия.
Улица, фонарь, аптека... или Галактика, пульсар, свободные электроны
Chandra Многокомпонентное изображение пульсара в созвездии Паруса (расстояние 960 св. лет) 10 мая 2012 г за 10 минутнаблюдений на волне 18 см, проекция базы Радиоастрон – Паркс (Австралия) около 200 000 км. Это изображение непрерывно меняется, но его статистические параметры повторяются на соседних временных интервалах и даже при наблюдениях 18 мая 2012 г. Предположение: турбулентные сгустки плазмы фокусируют излучение пульсаров в множество мелких пятен.
Рекорды миссии РадиоАстрон • Впервые реализован наземно-космический интерферометр на длинах волн 92 см и 1.3 см. • Впервые в космосе реализованы жесткая зеркальная антенна диаметром 10 м и водородный стандарт частоты. • Впервые реализована «передача фазы» между диапазонами, увеличивающая чувствительность на коротких волнах. • Впервые реализован интерферометр с проекциями баз: • 20 диаметров Земли (92 см, пульсары), • 27 диаметров Земли (18 см, квазары), • 24 диаметров Земли (6.2 см, квазары), • 14 диаметра Земли (1.3 см, квазары) • самый крупный измерительный инструмент в истории человечества. • Достигнуто рекордное в астрономии угловое разрешение 13 микросекунд дуги.
СПАСИБО вопросы?
Статистика обнаружения интерференционных откликов квазаров 18 см: 23 ED 1642+690 (RA-GBT); 75% детектирований. 6 см: 22ED 0059+581 (RA-Ef); 70% детектирований. 1.3 см: 8.1ED, 3C273 (RA-GBT и RA-VLA); Абсолютный рекорд углового разрешения: 27 µas; 30% детектирований.
Путешествия в пространстве и времени Черные дыры и кротовые норы…
Пульсар 0329+54: этого быть не должно! КРТ - GBT; 92 см; база 100,000-200,000 км
Один из самых близких внегалактических джетовв галактике Дева А (Virgo A)
Измеряем массу ядра Наблюдения аккреционных дисков: Измерение движение пятен, по закону Кеплера / Ньютона, дает массу черной ядра: ~1012 Mсолн./пк3