Гравитационные линзы и микролинзы - Захаров А.Ф.
ISBN 5-88929-037-1
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 5.2 демонстрирует случай M1 = M2 = 0.01Mq,Rq = 1013см, когда взаимная когерентность достигает нескольких процентов.
Id
Рис. 5.3. Модуль степени взаимной когерентности соприкасающихся изображений керна квазара в двухточечной линзе (Mi = Мг = Mq) от длины волны излучения (радиус керна квазара Rq = 1015см, координаты центра диска ?о = 0.159, rjo = —0.4).
Принципиальный вопрос представляет зависимость степени когерентности от длины излучения А. На рис. 5.3 представлен график зависимости І712(А)| для случая M1 = M2 = Mq1Rq = 1015см при координатах центра диска ?о = 0.15, fjo = —0.4. Этот график демонстрирует тот факт, что степень когерентности изменяется в широких пределах с изменением длины волны. Прямым следствием этого должны быть изменения в общем спектре керна квазара в период пересечения последним критической кривой микролинзы. Это связано с тем, что степень когерентности входит в формулу общей плотности потока излучения. Такие изменения в непрерывном спектре керна ^2 Взаимная интерференция изображений 151
,(BasaPa являются одним из двух наблюдательных проявлений эффек-взаимной когерентности изображений микролинзированного квазара. Здесь уместно отметить, что существует и другая причина изменения спектра в период микролинзирования:. зависимость коэффициента усиления линзы от длины волны за счет различных размеров керна в разных частотных диапазонах. Этот вопрос требует специального исследования.
Как показывает формула (5.96) и приведенные графики, эффект взаимной когерентности существенным образом зависит от размеров источника. При этом следует принимать во внимание, что речь может идти не обязательно обо всем керне, а об отдельной яркой детали на ее поверхности. Для того, чтобы такая деталь могла действительно приводить к ощутимому эффекту взаимной когерентности, необходимо, чтобы блеск ее в момент пересечения критической кривой был сопоставим с блеском керна на фоне всего квазара. 5.2.8. Обсуждение
Нербходимо обратить внимание на т.н. время когерентности принимаемого излучения. С ним связан вопрос о корректности применения в данной задаче метода стационарной фазы и правомочности результатов работы вообще. Время когерентности St не является независимой характеристикой источника, а определяется шириной пропускания приемника, согласно формуле Борна и Вольфа (1973):
SvSt ~ 1/(4*). (5.103)
Если для данного элемента источника время относительного запаздывания St не превышает времени когерентности Sr,
St < St, (5.104)
То в точке наблюдателя два потока излучения от пары изображений будут суммироваться когерентно; если же St 8т, суммирование будет некогерентным. Тот участок поверхности источника, для которого выполняется неравенство (5.104), можно условно называть "зоной Когерентности". Эта зона представляет собой полосу, прилегающую к критической кривой, поскольку St на ней равно нулю. Ширина этой полосы выражается через ширину спектральной полосы с использованием формул (5.82), (5.103), (5.104). Применение метода стационарной фазы корректно в том случае, когда число колебаний Nw фазового множителя будет достаточно большим. Из формул (5.103), (5.104) следует, что относительная ширина полосы пропускания следующим образом выражается через Nu: SX/А ~ (4я-ЛГш)-1. Например, 152 Глава 5. Волновая оптика гравитационных J1lljl
при Nu = 50 для A= 18 см необходимая с точки зрения времени герентности ширина полосы равна Дг/ ~ 3 МГц, а для А = 4000 д равна ДА ~ 8 А. Ширина полосы пропускания может оказаться недо, статочной с точки зрения чувствительности приемной аппаратур^ Весь диапазон пропускания может разбиваться на субполосы удовде творительной C точки зрения времени когерентности ширины. В пределах каждой субполосы осуществляется когерентный прием. Затем потоки всех субполос некогерентно суммируются. Если изображения квазара взаимокогерентны, то результаты наблюдений в таком многоканальном режиме будут отличаться от результатов наблюдений этого же квазара во всем диапазоне. Этот эффект является вторым ожидаемым проявлением взаимной когерентности изображений ми-кролинзированного квазара.
Вследствие собственных относительных движений наблюдателя, промежуточной галактики и квазара происходит тренд последнего относительно многочисленных кривых микролинзирования, обусловленного звездами этой галактики. Для проблемы, исследуемой в данной работе, важно знать, насколько часто могут происходить пересечения квазаром критических кривых. Ответ на этот вопрос дают модельные расчеты (Пачинский (1986а), Кайзер и др. (1986), Вамб-сгансс (1990)). Согласно этим расчетам, при прохождении излучения квазара через зоны галактики, расположенные достаточно близко к ее центру (как это имеет место в случае квазара Q 2237+030 или изображения квазара Q 0957+561), такие события имеют место один раз в несколько лет, то есть достаточно часто с точки зрения возможности их наблюдения. Что касается длительности "перехода" керна квазара через критическую кривую, то она зависит от размеров последнего и может ориентировочно составлять от нескольких недель до нескольких лет.
