Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
Диапазон наземных радноастр. наблюдений (длины волн от неск. миллиметров до ж 30 м) определяется прозрачностью атмосферы Земли. KB-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 (CM. Фоновое космическое излучение). Для снижения влияния фонового радиоизлучения при регистрации сигналов от дискретных космич. радиоисточников применяются спец. методы приёма сигналов: радиоинтерференциои-ный, диаграммной и частотной модуляции и др. (см. Радиотелескоп).
Непосредственно измеряемая величина в Р.— приращение шумовой температуры T3i антенны радиотелескопа (AT1a) при наведении её на исследуемый объект. Исследуемая величина — плотность потока радиоизлучения объекта F = IkTb А,_2Й, где ?3 — его угл. размер, Tb — яркостная температура, X — длина волны принимаемого сигнала. Приращение AT1a= FA3l2k, где A3 — эфф. площадь антенны радиотелескопа. Для компактных источников, угл. размеры к-рых меньше диаграммы направленности антенны (Йа), AT1a = = T^QfQa. Для протяжённых источников (S3 > Йа) Tа Ть. Величина F может быть измерена путём определения ATa и A9 (абс. метод) либо по измерениям источника с известной плотностью потока (F0), F — = FnAjTaZ(AjTa)0 (относит, метод). Точность измерений в Р. определяется полосой регистрации сигнала Д./, временем его накопления т и шумовой темп-рой системы Tc, ЬТ ~ TcIV н равна — 10 мкК по темп-ре и неск. мкЯн по плотности потока (1 Ян = Ю^Вт-м^-Гц"1). Угл. разрешение радиотелескопа (-XID, 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). Радноастр. измерения благодаря гетеродпнированию (см. Радиоприёмные устройства) позволяют проводить анализ сигналов на низких (промежуточных) частотах, что обесдечивает универсальность спектроапализаторов 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 п магн. поля. Непрерывное излучен не космич. источников обусловлено сннхротронным н тепловым механизмами (см. Синхротронное излучение, Тепловое излучение). Излучение в узкнх радиолиниях связано с переходами между уровнями энергии атомов и молекул. В ряде случаев наблюдается мазериое 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-ра ~ 10е К, а эфф. угл. размер превышает 1°. Мощное радиоизлучение генерируется в радиопятнах — активных областях. Повышение чувствительности радиотелескопов позволило измерить темп-ры планет. Наир., темп-ра поверхности Веиеры 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 находятси 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 н планетных систем (см. Звездообразование), сопровождающиеся мощным ма-зерным излучением в линиях водяного пара (Я = = 1,35 см) и гидроксила (к = 18 см). Ионизованный газ и пыль являются источниками теплового радиоизлучения. Межзвёздная среда заполнена релятивистскими частинами, к-рые создают фоновое синхротроиное излучение, усиливающееся к плоскости Галактики. В межзвёздной среде возникают атомарные и молекулярные спектральные лииии (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 — квазар ы, радио галактики, лацертиды (см. Объекты с активными ядрами, Ядра галактик). Вселенная в целом — источник изотропного сантиметрового и миллиметрового радиоизлучений с темп-рой ок. 2,7 К — реликтом ранних стадий её эволюции (см. Микроволновое фоновое излучение).
