Вселенная и РадиоАстрон Ю.Ю. Ковалев Астрокосмический...
DESCRIPTION
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. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Вселенная и РадиоАстронЮ.Ю. Ковалев
Астрокосмический центр Физического институтаим. П.Н. Лебедева Российской Академии наук
Династия-201414 апреля 2014 г.
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 миру наблюдают квазары не только ради интереса ученых
Выброс релятивистской плазмы в галактике Дева А
15 ГГц VLBA+VLA картаHST изображениеCredit: F. Duccio Macchetto/NASA/ESA
Как двигаются материки?
Границы основных плит показаны зелеными линиями
1 см/год
Параметры вращения Земли – необходимая информация для точной работы
ГЛОНАСС / GPSНаправление полюса мира
Реальная длительность суток:отличие от 24 часов
Радиус перигея: 10-50 тысяч км, апогея: 330-360 тысяч км. Наклонение орбиты 51.6о
Методы измерения параметров орбиты: радиометрия, (полу-) замкнутая петля, лазерная дальнометрия, оптические измерения положения Спектр-Р, РСДБ измерения вектора состояния.
Станции управления:Уссурийск и Медвежьи озера.
Полетели...
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: расстояние до 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 слежения и сбора научной информации: РФ и США
Пущино22 метра
Грин Бэнк43 метра
Наземное РСДБ плечоРоссийская сеть Квазар, Евпатория (Украина), Effelsberg, Medicina, Yebes,
WSRT, GBT, Arecibo, VLA, Usuda, EVN, VLBA, и др.
1.3 см: счастливое завершение испытанийКвазар 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!
Квазар
Обзор ядер галактик
Наземное РСДБ, 2 см: Med Tb = 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.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.
MOJAVE15 GHzVLBA
Квазар 3C273
Результаты РадиоАстрон 18 смРазмер ядра: < 270 µas (микросекунд дуги);Яркостная температура: ~>1014 K.
1.3 смРазмер ядра:около 23 µas (микросекунд дуги);рекорд углового разрешения в мировой астрономииЯркостная температура: ~>4·1013 K.
2 000 µas
VLBA, 2 см
Обзор ядер активных галактикпредварительные 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 1013 до >1014 K. 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.
РадиоизображениеКвазар 0716+714расстояние: 1.6 Гпк.
Ширина сопла струи: 1 световой год
Черные дыры: Дева А2-3 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
Многокомпонентное изображение пульсара в созвездии Паруса (расстояние 960 св. лет) 10 мая 2012 г за 10 минут наблюдений 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.
Chandra
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: 22 ED 0059+581 (RA-Ef); 70% детектирований.
1.3 см: 8.1 ED, 3C273 (RA-GBT и RA-VLA); Абсолютный рекорд углового разрешения: 27 µas; 30% детектирований.
28
Путешествия в пространстве и времениЧерные дыры и кротовые норы…
Открытие пульсаров
Пульсар 0329+54: этого быть не должно!КРТ - GBT; 92 см; база 100,000-200,000 км
Один из самых близких внегалактических джетов в 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