Радиоастрономия. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Радиоастрономия - раздел астрофизики, изучающий радиоизлучение астр. объектов.

Радиоастрономия зародилась в нач. 30-х гг., когда Карл Янский (К. Jansky) исследовал влияние помех на радиотелефонную связь и обнаружил изменение уровня шумов приёмника, коррелирующее с периодом вращения Земли (звёздным временем). Как показали дальнейшие исследования, это было радиоизлучение в центре Галактики. Первая радиокарта неба получена Г. Ребером (G. Reber) в 1940. Становление и дальнейшее развитие Р. связано с послевоен. периодом. Р. существенно расширила возможности астр. исследований, увеличив диапазон регистрируемых частот эл--магн. излучения.

Радиотелескопы обладают высокой чувствительностью и разрешающей силой (по углу, частоте и времени). Это позволяет получать изображения объектов более высокого качества, чем в оптич. диапазоне, изучать быстроперем. процессы в космич. источниках.

Диапазон наземных радиоастр. наблюдений (длины волн от неск. миллиметров до ! 30 м) определяется прозрачностью атмосферы Земли. КВ-граница диапазона обусловлена поглощением молекул атмосферы, ДВ-граница - отражением и поглощением космич. радиоизлучения в ионосфере. На миллиметровых волнах становится существенным собств. излучение Земли и атмосферы, а на метровых - космич. (фоновое) радиоизлучение неба, к-рое имеет необычайно высокую яркость и растёт с увеличением длины волны (см. Фоновое космическое излучение ).Для снижения влияния фонового радиоизлучения при регистрации сигналов от дискретных космич. радиоисточников применяются спец. методы приёма сигналов: радиоинтерференционный, диаграммной и частотной модуляции и др. (см. Радиотелескоп).

Непосредственно измеряемая величина в Р.- приращение шумовой температуры Т_а антенны радиотелескопа (

) при наведении её на исследуемый объект. Исследуемая величина - плотность потока радиоизлучения объекта

где W - его угл. размер, T_b, - яркостная температура, l - длина волны принимаемого сигнала. Приращение

где

- эфф. площадь антенны радиотелескопа. Для компактных источников, угл. размеры к-рых меньше диаграммы направленности антенны

. Для протяжённых источников

. Величина F может быть измерена путём определения DT_a и А_э (абс. метод) либо по измерениям источника с известной плотностью потока (F₀), F ⁼= (относит. метод). Точность измерений в Р. определяется полосой регистрации сигнала Df, временем его накопления т и шумовой температурой системы

и равна - 10 мкК по температуре и неск. мкЯн по плотности потока (1 Ян = 10^-26Вт·м^-2·Гц^-1). Угл. разрешение радиотелескопа (-l/D, где D - размер апертуры) весьма невелико из-за большой длины волны радиоизлучения и, как правило, не превышает разрешения невооружённого глаза (~1'). Для увеличения угл. разрешения используют радиоинтерферометры и системы апертурного синтеза. На основе крупных радиотелескопов создана глобальная радионнтерфе-ренц. сеть (разрешение выше одной мс дуги). Радиоастр. измерения благодаря гетеродинированию (см. Радиоприёмные устройства)позволяют проводить анализ сигналов на низких (промежуточных) частотах, что обеспечивает универсальность спектроанализаторов и высокое разрешение по частоте, вплоть до 1 Гц (если в этом есть необходимость). Спец. методы обработки на ЭВМ позволяют анализировать сигналы космич. радиоизлучения, предварительно записанные на магн. ленты, выделять в шумах искомый образ наблюдаемого объекта.

Наблюдаемое радиоизлучение космич. объектов определяется механизмом излучения, условиями генерации и распространения радиоволн, энергией излучающих частиц и магн. поля. Непрерывное излучение космич. источников обусловлено синхротронным и тепловым механизмами (см. Синхротронное излучение, Тепловое излучение). Излучение в узких радиолиниях связано с переходами между уровнями энергии атомов и молекул. В ряде случаев наблюдается мазерное усиление линий (см. Мазерный эффект ).Одним из первых объектов исследования радиоастр. методами было Солнце .Источником мощного радиоизлучения на метровых волнах является корона Солнца, её яркостная темп-pa ~ 10⁶ К, а эфф. угл. размер превышает 1°. Мощное радиоизлучение генерируется в радиопятнах - активных областях. Повышение чувствительности радиотелескопов позволило измерить температуры планет. Напр., температура поверхности Венеры оказалась равной !600 К, что в последующем было подтверждено прямыми измерениями с помощью космич. аппаратов. Предметом исследований является и межпланетная среда ,она же - и "инструмент" с высоким угл. разрешением (см. Мерцаний метод). Галактика содержит большое число мощных источников синхротронного радиоизлучения - остатков вспышек сверхновых звёзд, в их оболочках находятся электроны высоких энергий, к-рые излучают в магн. поле. К источникам этого типа относятся, напр., Крабовидная туманность и Кассиопея А. При взрывах нек-рых сверхновых сбрасывается оболочка звезды, а оставшаяся часть сжимается и превращается в нейтронную звезду - пульсар - источник импульсного излучения. В газопылевых комплексах протекают процессы формирования звёзд и планетных систем (см. Звездообразование), сопровождающиеся мощным ма-зерным излучением в линиях водяного пара (l = = 1,35 см) и гидроксила (l = 18 см). Ионизованный газ и пыль являются источниками теплового радиоизлучения. Межзвёздная среда заполнена релятивистскими частицами, к-рые создают фоновое синхротронное излучение, усиливающееся к плоскости Галактики. В межзвёздной среде возникают атомарные и молекулярные спектральные линии (в частности, радиолиния водорода 21 см). Во мн. случаях эти линии связаны с холодным газом и могут наблюдаться только в радиодиапазоне. Др. галактики также являются источниками радиоизлучения, но в связи с их большой удалённостью регистрируется радиоизлучение лишь наиб. мощных из них. Это - квазары, радиогалактики, лацертиды (см. Объекты с активными ядрами, Ядра галактик). Вселенная в целом - источник изотропного сантиметрового и миллиметрового радиоизлучений с температурой ок. 2,7 К - реликтом ранних стадий её эволюции (см. Микроволновое фоновое излучение).

Литература по радиоастрономии

Знаете ли Вы, что, как и всякая идолопоклонническая религия, релятивизм ложен в своей основе. Он противоречит фактам. Среди них такие:

1. Электромагнитная волна (в религиозной терминологии релятивизма - "свет") имеет строго постоянную скорость 300 тыс.км/с, абсурдно не отсчитываемую ни от чего. Реально ЭМ-волны имеют разную скорость в веществе (например, ~200 тыс км/с в стекле и ~3 млн. км/с в поверхностных слоях металлов, разную скорость в эфире (см. статью "Температура эфира и красные смещения"), разную скорость для разных частот (см. статью "О скорости ЭМ-волн")

2. В релятивизме "свет" есть мифическое явление само по себе, а не физическая волна, являющаяся волнением определенной физической среды. Релятивистский "свет" - это волнение ничего в ничем. У него нет среды-носителя колебаний.

3. В релятивизме возможны манипуляции со временем (замедление), поэтому там нарушаются основополагающие для любой науки принцип причинности и принцип строгой логичности. В релятивизме при скорости света время останавливается (поэтому в нем абсурдно говорить о частоте фотона). В релятивизме возможны такие насилия над разумом, как утверждение о взаимном превышении возраста близнецов, движущихся с субсветовой скоростью, и прочие издевательства над логикой, присущие любой религии.

4. В гравитационном релятивизме (ОТО) вопреки наблюдаемым фактам утверждается об угловом отклонении ЭМ-волн в пустом пространстве под действием гравитации. Однако астрономам известно, что свет от затменных двойных звезд не подвержен такому отклонению, а те "подтверждающие теорию Эйнштейна факты", которые якобы наблюдались А. Эддингтоном в 1919 году в отношении Солнца, являются фальсификацией. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.