А   Б  В  Г  Д  Е  Є  Ж  З  І  Ї  Й  К  Л  М  Н  О  П  Р  С  Т  У  Ф  Х  Ц  Ч  Ш  Щ  Ю  Я 


Космічний джерело

Космічні джерела широко застосовуються для вимірювання характеристик антен, використовуваних в радіоастрономії. Ці вимірювання тісно поєднуються з загальними радіоастрономічними вимірами.

Космічні джерела іонізуючого випромінювання є порівняно слабкими в зв'язку зі значним поглинанням їх в атмосфері Землі. Однак первинне космічне випромінювання містить кванти і частки з дуже великою енергією, які недосяжні поки з допомогою джерел, що є в розпорядженні людини. Тому їх застосування можливе для контролю унікальних об'єктів за умови винесення апаратури за межі атмосфери, наприклад, космічними кораблями.

Приклади рентгенівських спектрів Сонця (а і зірки UXARI Iff - г в області12 - 20 нм з різним спектральним дозволом. 0 1 нм (а, б. 0025 нм (ст. 210 - нм (г[интенсивность /указана в относительных единицах ]. Спектри космічних джерел в рентгенівської області можна умовно розділити на три ділянки. В діапазоні 2 - 7 кеВ знаходяться лінії високоіонізованних атомів Si, S, Fe, які є індикаторами найбільш гарячих областей речовини з температурою 10е - 108 К - Відстані між лініями іонів різної кратності і їхніми сателітами дуже малі тому для їх поділу необхідний дозвіл X (X 103 - - 104), яке в цій області спектра може бути досягнуто тільки за допомогою брег-Виговського спектрометрів.

Радіовипромінювання космічного джерела довжини хвилі А, що має кутовий розмір, приймається антеною, розташованої на стрімкому березі на висоті h над рівнем моря.

Радіовипромінювання космічного джерела довжини хвилі X, що має кутовий розмір j), приймається горизонтальним вібратором, службовцям антеною. Вібратор розташований на стрімкому березі на висоті h над рівнем моря. Розглядаючи поверхню води як плоске дзеркало, визначити, як буде змінюватися інтенсивність сигналу в залежності від кута а піднесення джерела над горизонтом.

хоча положення космічних джерел майже завжди визначаються в екваторіальних координатах (часовий кут і схиляння), для цілей спостережень зазвичай потрібно їх перетворення в висоту і азимут.

Радіовипромінювання від точкового космічного джерела, що знаходиться в площині екватора, приймається за допомогою двох однакових антен, розташованих у напрямку схід-захід на відстані L 200 м один від одного. На вхідний контур приймача подається сума сигналів, що приходять від обох антен по кабелям однакової довжини.

Схема проток енергії в атмосфері (Сватков, 1974. Земля поглинає енергію космічних джерел своєю атмосферою і верхніми шарами земної мантії. Поглинаючий шар має товщину близько 30000 км. Ще на великій висоті над поверхнею Землі потоки частинок захоплюються магнітним полем Землі. У області від 5000 км до 500 км космічні кванти високих енергій, взаємодіючи з верхніми шарами газової оболонки, породжують частки з великою енергією (близько Ш8 еВ), що утворюють внутрішній пояс випромінювань. У шарах вище 80 км щільність газу вже настільки велика, що поглинаються майже всі кванти електромагнітного випромінювання з довжинами хвиль приблизно до 200 мм. Заклопотані кванти взаємодіють з окремими частинками газу і викликають дисоціацію і іонізацію молекул і атомів. Ця область, розташована вище 90 км, називається гетеросферу. Шар, що лежить нижче, називається гомосфери. Щільність газу в гомосфери істотно вище, що призводить до інтенсивного обміну енергією і речовиною в турбулентному режимі.

Однак можливість використання космічних джерел злучиться ія для зняття діаграм спрямованості стаціонарних антен вельми обмежена через наступні випадки: 1) воно можливе лише в тих площинах, через які в момент вимірювань проходять джерела; 2) завдяки атмосферної рефракції вимірювання при малих кутах (A25 - f - 30) над горизонтом дуже неточні в той час як практично саме малі кути представляють найбільший практичний інтерес; 3) кожну окрему діаграму спрямованості потрібно знімати тривалий час. Зважаючи на надзвичайну простоти і малої трудомісткості цих вимірів вони доцільні але, як правило, можуть грати лише другорядну роль і служити для контролю.

Інформаційно-квантові і хвильові поліхроматичні випромінювання космічних джерел взаємодіють з інформаційно-квантовими поліморфними системами атомів і молекул, забезпечуючи тим самим інформаційно-стільниковою структурою простору Всесвіту.

Спектри безперервного випромінювання трьох дискретних джерел. Лебідь А - радіогалактика, ЗС48 - квазар, NGC7027 - ионизованного туманність в нашій Галактиці. Дані взяті з робіт (Conway, Kellermann and Long, 1963. Kellermann and Pauliny-Toth, 1969 і Thompson, 1974. 1 янський (Ян Ю-26 Вт - м - - Гц-1. Про напружених, індукованих випромінюванням космічних джерел, зазвичай говорять як про сигнали, хоча вони не містять інформації в звичайному технічному сенсі. Такі сигнали генеруються природними процесами і майже завжди мають форму гаусового випадкового шуму. Іншими словами, напруга на виході приймальної антени в залежності від часу може бути описано у вигляді ряду дуже коротких випадкових імпульсів, що представляє собою суперпозицію монохроматичних хвиль з гаусовим розподілом амплітуд. У смузі частот Az /огинає радіочастотних коливань виглядає як набір випадкових флуктуації тривалістю близько 1 /ДГЛ Для більшості радіоджерел характеристики сигналів не залежать від часу, по крайней мере, на інтервалах в кілька хвилин або годин, типових для тривалості радіоастрономічних спостережень. Вважається, що коливання цього типу ідентичні шумовим напруженням, що генерується в резисторах і підсилювачах.

Передбачається, що під час відсутності космічного джерела антенна температура дорівнює яркостной температурі неба.

Так само йде справа і з шумами космічних джерел: якщо максимум діаграми спрямованості збігається з напрямком на космічний джерело, шуми антени різко зростають.

Дослідження ІК спектрів різних астрономічних об'єктів дозволило встановити космічні джерела ІК випромінювання, присутність в них деяких хімічних сполук і визначити температуру цих об'єктів.

Правда, багато вчених вважають, що для космічних джерел енергії перспективний і полоній-208 теж чистий альфа-випромінювач. Період напіврозпаду у нього значно більше, ніж у полонія-210 - 2 9 року. Але поки цей ізотоп занадто недоступний. Скільки часу ходити йому тільки в перспективних, покаже майбутнє.

Спочатку, правда, здавалося, що інтерпретувати радіовипромінювання космічних джерел неважко. Це було тоді коли астрофізики, по суті знали один механізм випромінювання - синхротронного. Тоді іншого вибору не було, і на підставі спостережних даних можна було намагатися однозначно підібрати відповідні параметри. Часто це вдавалося зробити, але іноді з'являлися непереборні труднощі.

Цей тип нестійкості може мати відношення до сильно нетеплове випромінювання космічних джерел типу квазарів.

Рк - шуми, створювані радіовипромінювання Сонця, Місяця, планет космічними джерелами.

Для зняття діаграм спрямованості великих обертових антен сантиметрового і дециметрового діапазонів використання космічних джерел може виявитися вельми корисним.

на грані можливостей експерименту і нині перебувають: прийом гравітаційних хвиль від космічних джерел і ефекти захоплення н гравітаційних полях обертових тіл (прецесія осі гіроскопа і ін.

Розглянемо основні типи спектрометрів з дифракційними гратами, що розробляються для дослідження спектрів Сонця та інших космічних джерел.

. на жаль, тут в повній мірі проявляється вже відзначена на початку параграфа труднощі інтерпретації радіовипромінювання космічних джерел - недостатня інформація про параметри цих джерел. Однак неважко переконатися в тому, що, вибираючи невідомі параметри довільно, але в розумних межах, можна отримати інтенсивність випромінювання, яка відповідає наглядовою даними. Спостережуване випромінювання відноситься до поверхневих областям об'єктів, де вихід анізотропних частинок і електромагнітного випромінювання призводить до плазмових нестійкість.

Антена направляється в попередженні розрахункову точку дециметрових хвиль, знаходять застосування методи, які використовують космічні джерела випромінювання для зняття діаграм спрямованості антен. Перш ніж космічне випромінювання досягає поверхні Землі воно проходить земну атмосферу. При цьому хвилі довше 16 - 20 м, відбиваються від іоносфери, а хвилі коротше 125 см, - поглинаються в тропосфері.

Різні іонізуючі випромінювання можуть бути отримані від джерел наступних груп: електронні джерела, радіоізотопні джерела, реактори і космічні джерела. Розглянемо основні типи і деякі особливості цих джерел.

Ми показали в главах 2і3 що крос-кореляція сигналів, прийнятих просторово рознесеними антенами може бути використана для картографування розподілу інтенсивності далеких космічних джерел за допомогою перетворення Фур'є. Цей результат є ще однією з форм теореми Ван Ціттерта-Цернике, отриманої в оптиці. Теорема заснована на дослідженні опублікованому в 1934 р Ван Ціттертом, і на отриманому через кілька років Цернике простішому її виведення. Результат, отриманий Ван Ціттертом і Цернике, викладено в (Born and Wolf, 1999 гл. З оригінального подання теореми НЕ слід безпосередньо існування перетворення Фур'є між інтенсивністю і взаємної когерентністю, але по суті це було так. До області інформатизації Всесвіту відноситься цілий ряд робіт з дослідження нашої Галактики, інших галактик, чорних дір, квазарів, білих карликів і інших космічних джерел за допомогою новітніх радіолокаторів і телеметричної апаратури.

Аналіз наведених в таблиці даних показує, що внутрішні (планетарні) джерела теплової енергії, поступаючись за потужністю сонячного випромінювання, перевершують на три порядки інші космічні джерела. У той же час можна бачити, що основним внутрішнім джерелом теплової енергії є ядерні реакції. Потужність цього джерела в півтора рази перевищує сумарну потужність всіх інших планетарних джерел теплової енергії. Варто окремо зупинитися на внутрішніх техногенних джерелах теплоти.

З його допомогою протягом шести років досліджень були побудовані зображення з високою роздільною здатністю ділянок небесної сфери в гамма - і рентгенівському діапазонах, досліджені спектральні характеристики випромінювання великої кількості космічних джерел в гамма - і рентгенівському діапазонах, а також проведені інші дослідження. 
З 1960 - х років основні напрями розвитку техніки рентгенівської спектроскопії визначаються її застосуванням у нових областях досліджень - фізики твердого тіла, фізики гарячої плазми, внеатмосферной рентгенівської спектроскопії космічних джерел. Виникла тенденція переходу від приладів універсального типу до спеціалізованих, схема і характеристики яких оптимізовані для вирішення конкретного завдання дослідження, типу джерела і детектора випромінювання. потреби бурхливо що розвиваються нових наукових напрямів привели до створення модифікацій спектрометрів класичного типу, появи некласичних дифракційних решіток і приладів на їх основі.

Розглядаються як класичні так і нетрадиційні схеми установки решіток - схема конічної дифракції, установка решіток в сходяться пучках, а також їх використання в рентгенівських спектрометрах для досліджень фізики твердого тіла, фізики гарячої плазми, рентгенівської спектроскопії космічних джерел.

На додаток до шуму, породжуваному електронікою, шум приймальні системи містить компоненти, що надходять від антени. Ці компоненти походять від космічних джерел, земної атмосфери, земної поверхні та інших об'єктів в бічних пелюстках антени. Поглинання в атмосфері яким обумовлений її внесок в шуми системи, обговорюється в гл.

Це вірно по відношенню до найрізноманітніших вихідних матеріалів. Проби елементів, отриманих з космічних джерел, наприклад з метеоритів, не відрізняються за ізотопним складом від тих же елементів знайдених на землі. Єдине суттєве відхилення в ізотопний склад спостерігається у таких елементів, в яких протікають радіоактивні процеси. Існують деякі докази невеликих відхилень в ізотопний склад[3], Водню, вуглецю, кіслорода1 і калію.

Ефективна температура, обумовлена нетепловим космічним радіовипромінювання, має ясно виражену частотну залежність, вона швидко убуває з ростом частоти. Складова температури Т А, обумовлена радіовипромінювання космічних джерел, убуває з частотою приблизно за законом зворотної пропорційності квадрату частоти. В діапазоні хвиль 5 - 10 м переважають космічні шуми нетеплового походження.

У міру освоєння радіочастот для зв'язку, навігації та в інших цілях, виняток заважають сигналів стає все більш і більш складним завданням в радіоастрономії. Перешкоди створюють особливу проблему для радіоастрономів, оскільки рівні сигналів космічних джерел набагато менше рівня активних (передавальних) засобів радіозв'язку, а для забезпечення необхідної чутливості необхідні широкі смуги. Хоча певні діапазони частот на метрових і сантиметрових хвилях виділені виключно для радіоастрономії і пасивного прийому сигналів, ці смуги часто дуже вузькі щоб забезпечити потрібну чутливість. Крім того, частоти багатьох космічних спектральних ліній виходять за межі меж радіоастрономічних діапазонів. Тому радіоастрономії іноді буває необхідно проводити спостереження в діапазонах, виділених іншим службам.

Найбільш зручними і перспективними при вивченні властивостей великих антен сантиметрового діапазону виявляються радіоастрономічні методи вимірювань. Суть цих методів полягає в тому, що в якості допоміжної передавальної антени використовуються космічні джерела радіовипромінювання, щільність потоку яких досить добре відома.

Вплив зміщення на характеристики детектора з n - InSb при 77 К. Описані ними радіометри та спектрорадіометри на основі приймачів з РФП застосовувалися для вивчення розподілу яскравості Сонця по диску, спектра поглинання СБМ випромінювання в атмосфері Землі спостереження космічних джерел випромінювання, встановлювалися на ШСЗ для дослідження випромінювання Землі. При всіх позитивних якостях таких приймачів їх найістотнішим недоліком є необхідність охолодження до температури рідкого гелію, що не завжди можливо, а також порівняно велика інерційність, що не дозволяє використовувати такі приймальні елементи в супергетеродинних приймачах з великою проміжною частотою.

Турбулентними, зокрема, є різноманітні рухи повітря в земній атмосфері починаючи від слабкого вітру поблизу поверхні Землі (до якого відносяться вимірювання, відтворені на рис. В. Атмосферне турбулентність грає основну роль в процесах перенесення тепла і вологи повітряними масами, в випаровуванні вологи з поверхні Землі і водоймищ і в тепловому і динамічній взаємодії між атмосферою і поверхнею, що підстилає, істотно впливає на зміни погоди; вона визначає поширення домішок у повітряному середовищі зародження вітрових хвиль на поверхні моря і освіту вітрових течій в океані бовтанку літаків і інших літальних апаратів і вібрації багатьох наземних споруд; нарешті турбулентні флуктуації показника заломлення обумовлюють багато важливих особливості поширення світла і радіохвиль від наземних і космічних джерел. Турбулентними виявляються і течії води в річках, морях і океанах, а також колосальні в порівнянні з масштабами Землі руху газів в міжзоряних газових туманностях.

Інтерферометр з модуляцією фази. Фаза сигналу з однієї з антен періодично змінюється, що здійснюється тут перемиканням додаткової полуволновой.

Проблема з інтерферометра-тичними системами, показаними на малюнках 16і 1.7 полягає в тому, що крім сигналу від джерела на виході приймача присутні шуми від інших джерел, таких, як галактичне фонове випромінювання, теплове випромінювання земної поверхні прийняте бічними пелюстками антени, і власні шуми підсилювачів приймача. Сумарна потужність шуму приймача на кілька порядків перевищує сигнал будь-якого космічного джерела, за винятком декількох найбільш яскравих. Рівень зміщення пропорційний посилення приймача, зміна якого важко врахувати повністю. Через що з'являється з цієї причини дрейфу рівня вихідного сигналу також можуть впливати точність вимірювання інтерференційних пелюстків і важко виявляти слабкі джерела. За методикою 1950 - х років вихідний сигнал приймача зазвичай записували на діаграмну стрічку і сигнал міг губитися, якщо рівень зміщення виводив перо самописця за межі шкали.

До поясненню принципу взаємності в теорії антен. Для дуже спрямованих прийомних антен, підключених до приймачів високої чутливості часто буває необхідно знати так звану шумову температуру ГА. Потужність шумів антени, що залежить від власних теплових шумів, невелика. Шуми антени головним чином визначаються надходять на вхід приймача шумовим радіовипромінювання від космічних джерел, а також тепловим випромінюванням земної атмосфери і предметів, розташованих поблизу антени.

Експеримент іншого типу пов'язаний з виявленням вже існуючого в природі гравітаційного випромінювання. Припустимо, що поза Землею або навіть поза Сонячною системою існують джерела гравітаційного випромінювання. Як можна було б виявити гравітаційні хвилі що приходять на Землю від такого космічного джерела. Чи можливо взагалі існування таких джерел.

Площина цього диска збігається з площиною, в якій рухаються компоненти подвійної системи, його діаметр становить кілька мільйонів кілометрів, а товщина менше 150000 км. Робота гравітаційних сил частково перетворюється в кінетичну енергію руху газу, частково, через тертя, переходить в тепло і розігріває аккрецируют газ, який починає інтенсивно пз - Лучано рентгенівські промені. Світність диска може в сотні тисяч разів перевершувати загальну світність Сонця, тому пошук чорних дір доцільно вести, вивчаючи потужні компактні космічні джерела рентгенівського випромінювання.

S. Чутливість приладів для реєстрації випромінювання космічних джерел. Найбільш високу чутливість у вакуумній УФ-м'я-кою рентгенівської області спектра мають спектрометри космічного телескопа ім. Хаббла, обсерваторій Лайман і АКСАФ. Однак їх чутливість на 3 - 5 порядків нижче тієї, яка необхідна для спостереження спектрів, найбільш віддалених джерел-квазарів з великим червоним зміщенням. Ці дані показують завдання і перспективи розвитку спектроскопії космічних джерел, яка в даний час є однією з найважливіших областей астрофізичних досліджень.

Фізичні причини відсутності штарковского розширення в спостережуваних профілях РРЛ при неоднорідному розподілі електронної щільності в туманності цілком очевидні. Вони пов'язані з тим, що з пониженням частоти зростає поглинання в плазмі і поступово вона стає непрозорий. Наведені на рис. 210 результати вимірювання ширини ліній відносяться до - переходам, для яких просування до великих п пов'язано з зменшення частоти. В цьому випадку, проводячи спостереження різних ліній одного і того ж, але структурно неоднорідного космічного джерела, що складається, наприклад, з ядра і оболонки, ми насправді досліджуємо різні області цього джерела. Для РРЛ з високими п, тобто на більш низьких частотах, ядро стає непрозорим. Випромінювання спектральних ліній з нього не виходить. Прийняті лінії формуються в оболонці туманності де щільність істотно нижче і виявляється недостатньою для прояву штарковского розширення. 
Потоки енергії через відкриту систему земна мантія і атмосфера. Нашу Землю можна розглядати як гігантську відкриту систему, в якій протягом останніх 4 5 мільярдів років розігруються процеси самоорганізації і еволюції. Процеси еволюції на Землі по суті розгорталися в тонкому шарі земної поверхні товщина якого становить лише незначну частку радіуса Землі - шарі що складається зі скельних і осадових порід, вод і атмосфери. Еволюція в поверхневих шарах Землі охоплює геологічні атмосферні і біологічні процеси. Ентропійними насосами, що приводять в дію ці процеси еволюції, служать Сонячне випромінювання і запаси енергії в ядрі Землі передані поверхневих шарів за допомогою теплопровідності і теплової конвекції, радіоактивного випромінювання, вивержень вулканів, енергії тектонічних рухів. Як космічного джерела енергії слід також згадати космічне випромінювання, хоча воно становить не більше 0 1% сонячного випромінювання. На рис. 3.2 представлена схема термодинамічних потоків ентропії і енергії, або вільної ентальпії, через поверхню даної відкритої системи, що має форму сферичної оболонки. Можливі процеси самоорганізації і еволюції на Землі наводяться в дію перепадом, або градієнтом, температур між Сонцем або ядром Землі з одного боку і температурою космічного простору (фонового випромінювання) з іншого боку. Власне випромінювання Землі надає лише нехтує мало впливав на температуру Сонця або космічного простору, тому Землю можна розглядати як пасивну систему, крізь яку прокачується енергія.

Успішно досліджуються радіовипромінювання космічних об'єктів і ін. Радіоспектроскопія дозволяє досліджувати електромагнітні випромінювання радіодіапазону квантових переходів між енергетичними рівнями взаємодій в речовині які непомітні для оптичної спектроскопії. Сучасні методи радіоспектроскопії дають можливість також вимірювати спектри безлічі радіоджерел Всесвіту, що дозволило на початку 60 - х років почати науково-дослідні роботи з пошуку позаземних цивілізацій. Відкрито спектральні частоти багатьох хімічних елементів органічних і неорганічних молекул міжзоряних і міжпланетних систем. Відкрито реліктове (мікрохвильове фонове) випромінювання в частотному радіодіапазоні хвиль. Виявлено теплові нетеплові і сінхротропние радіовипромінювання космічних джерел, вивчена фізика спектрального випромінювання радіоліній атомів і молекул космічних середовищ Всесвіту, що дозволяє визначати їх багато фізико-хімічні властивості. Встановлено, що випромінювання центру нашої Галактики представляє широкий діапазон електромагнітних хвиль: від радіохвиль до гамма випромінювань.

Ханбері Браун і Твис (Hanbury Brown and Twiss, 1954) показали, що флуктуації інтенсивності сигналів від двох віддалених антен після проходження квадратичних детекторів, є результатом гауссових флуктуації напруженості полів і корелюють один з одним. Ступінь кореляції змінюється пропорційно квадрату видности, яка була б отримана в звичайному інтерферометрі при додаванні сигналів до детектування. Інтерферометр інтенсивності має ту перевагу, що відсутня необхідність збереження фази радіочастотних сигналів до місця їх обробки. Це спрощує використання довгих баз, розмір яких в даному випадку досягав 10 км. Недолік інтерферометра інтенсивності полягає в необхідності високого відносини сигнал /шум, і навіть для Лебедя А і Кассіопеї А - двох космічних джерел з найбільшими потоками, доводилося конструювати великі дипольні решітки, які працювали на частоті125 МГц. Інтерферометр інтенсивності обговорюється далі в розд.

Загальна теорія відносності Ейнштейна[10]пророкуючи-кість, що маси, які вчиняють прискорений рух, випромінюють гравітаційні хвилі що поширюються зі швидкістю світла. Відповідно до теорії, гравітаційне поле в будь-якій точці описується тензором, тому потенціал задається десятьма числами, (Існують теорії, альтернативні тензорною, наприклад теорія Бранса - Дике[5], Що є модифікацією теорії Ейнштейна. Вона передбачає існування змішаного скаляр-но-тензорного випромінювання. Однак, оскільки в цьому розділі обговорюються питання детектування гравітаційних хвиль, відмінність між типами гравітаційного випромінювання є несуттєвим. на відміну від електромагнітних хвиль, які генеруються дипольними джерелами, найнижчими масовим мультиполя, який може генерувати гравітаційне випромінювання, є квадруполь. випромінювання є розповсюджується зміна кривизни простору - часу. генерується високоенергетичними космічними джерелами, як хвиля на поверхні моря, воно рухається у Всесвіті. джерелами гравітаційного випромінювання можуть бути колапси зірок, народження наднових, пульсари, зіткнення чорних дір і швидко обертаються подвійні зірки.