Радиоастрон (Спектр-Р) – Зенит-3SLБФ/Фрегат-СБ – Байконур 45/1 – 18.07.11 06:31 ЛМВ

[Имxотеп]

Stalky пишет:

Вадим Семенов пишет:

Salo пишет:
 http://vpk-news.ru/news/15270

Объем, из которого эти радиоволны исходят, составляет меньше километра. Такой объект - самый компактный в космосе. Поэтому мы были уверены, что они представляют собой точку, никакого их изображения нет и быть не может никогда».

«Следуя этой теории, мы пульсар с таких расстояний видеть не должны, он превратится в лепешку. Мы думали, что изучим структуру этой лепешечки, а оказалось, что все не так. Вместо ожидавшегося равномерного кружка рассеяния, почти не различимого с нашей чувствительностью, мы увидели яркие звездочки, которые живут какое-то время, а потом исчезают, и на их месте появляются другие. Мы удивлены: думали, что будет блин, а вышли какие-то горошины».

Так они вопреки законам физики изображение получили что ли? Типа теоретические расчеты показывали, что получение изображения такого разрешения невозможно, а они взяли и получили. Интересно, то что они получили, имеет какое-нибудь отношение к реальности или это просто шумы и артефакты обработки данных?    

Да ни хрена не понятно из приведённого описания о чём вообще речь. Пятна рассеяния от точечного объекта они не увидели, зато налюбовались компактными мерцающими звёздочками... интересно, звёздочки по форме не напоминают листики канабиса?    

Это называется межзвездный интерферометр, это все давно в теме обсуждалось.

Радиоволны существенным образом взаимодействуют со средой, в которой они распространяются, в том числе и с межпланетной и межзвездной плазмой. Причём космическая плазма неоднородна – имеет облачную структуру. Поэтому статистически от удалённого радиоисточника радиоволны по одному пути приходят быстрее на Землю быстрее, чем по другому. 



Таким образом возникает естественный интерферометр. Два луча взаимодействуют и создают периодическую картину. Но в этом случае угловое разрешение получается даже много выше, чем у космического интерферометра (до нано секунд дуги !).

Собственно что увидел Радиоастрон. Не будь межзвездной плазмы, он увидел бы только диск Эйри, такое пятнышко с угловым размером λ/D (слева), но он видит искаженную картинку из множества гуляющих пятнышек, каждое из которых является результатом интерференции радиоволн на неоднородностях межзвездной среды. Примерно такая же ситуация наблюдается при наблюдении звезд сквозь земную атмосферу (справа).
 
Разрешение Радиоастрона достаточно велико, чтобы различить эти пятнышки и восстановить мгновенную структуру межзвездного интерферометра, сквозь который мы наблюдаем пульсар. А так как характерная база этого природного интерферометра очень велика (несколько а.е.) мы можем изучать структуру радиоисточника с ОЧЕНЬ высоким разрешением. Последний рекорд состоит в исследовании пульсара с километровой точностью. При этом пульсар находится в 640 парсек от Земли, а межзвездный экран-интерферометр в 420 пк.

[ааа]

Спасибо за толковое объяснение.
А этот эффект планировалось использовать заранее, или чисто повезло? И как насчет других объектов?

[Имxотеп]

Эффект известный, в программе планировался изначально, в первую очередь для исследования пульсаров в P диапазоне. Поскольку показатель преломления межзвездной плазмы растет с уменьшением частоты (как 1/f^2), для метода межзвездного интерферометра выгодно использовать именно длиноволновый диапазон. В силу этого и ряда других обстоятельств прочие радиоисточники как предмет наблюдения через природный интерферометр рассматривались редко. Хотя теперь, судя по всему, представления о возможностях метода будут сильно пересмотрены. Фраза про "добраться до центра нашей галактики" наводит на мысль, что метод межзвездного инетерферометра хотят использовать для изучения ближайшей к нам сверхмассивной черной дыры. Это весьма близкий по астрофизическим меркам объект, чтобы его разрешить Радиоастрон не нужен, достаточно и наземной радиоинтерферометрии. Такое пробовали, но оказалось, что из-за очень сильного рассеяния на межзвездной плазме в центре галактики детальное радиоизображение построить невозможно, получается только большое расплывчатое пятно. Видимо теперь решили попробовать по принципу "кто нам мешает, тот нам поможет" - построить изображение, используя эту плазму как большой природный интерферометр.

[Stalky]

Сообщение удалено автором.

[Stalky]

Да что за хрень - пытаюсь выложить пост - он куда то пропадает. Но супер система пишет - сообщение успешно добавлено.

Блин, да что за ... И сообщения нет, и набор пропал...рехнутся можно.

И наконец оно проявилось...что за тормоза?

[Stalky]

Имxотеп пишет:


Собственно что увидел Радиоастрон. Не будь межзвездной плазмы, он увидел бы только диск Эйри, такое пятнышко с угловым размером λ/D (слева), но он видит искаженную картинку из множества гуляющих пятнышек, каждое из которых является результатом интерференции радиоволн на неоднородностях межзвездной среды. Примерно такая же ситуация наблюдается при наблюдении звезд сквозь земную атмосферу (справа).
 

Со всем уважением, но так как представлены Ваши картинки, они ИМХО могут ввести в некоторое заблуждение почтенную форумную публику. 
Множество "гуляющих пятнышек" в искаженном средой изображении точечного источника всегда выглядит много крупнее идеального дифракционного изображения этого точечного источника. И никогда не бывает более информативно, чем идеальная дифракционная картинка с точки зрения изучения источника. Но зато может кое что сообщить о структуре рассеивающей среды. 



При наличии среды, деформирующей волновой фронт, искажения/аберрации изображения есть всегда, но вот их уровень и характер зависит как от свойств среды, так и от соотношения неких статистических параметров пространственной когерентности среды (как например, параметр Фрида описывающий пространственную когерентность турбулентной атмосферы в оптической астрономии) и размера апертуры телескопа.



Первое о чём говориться в исходной заметке - замечание о том, что свойства среды оказались не такими, как предсказывала теория.
Что имеется ввиду? Что искажения оказались существенно меньше чем ожидали?  И стало быть статистика среды другая чем предполагали?
Расчитывали получить большую "лепешку" - то есть размазанное/расфокусированное изображение точечного источника, а получили нечто иное - некие переменные/периодические(?) яркие звёздочки меньшего размера, чем ожидаемая "лепёшка".

Спекл-структура? Интерференция независимых спекл-полей?
Но в статье этот вопрос как бы обойдён - может, конечно, автор решил не перегружать текст специальными терминами. 

В оптике получите ли вы изображение в виде лепёшки (сильно расфокусированного искаженного средой изображения точечного источника) или в виде спекл-структуры зависит (при достаточной чувствительности телескопа) от времени экспозиции (от соотношения времени экспозиции с параметрами характеризующими временную когерентность  среды распространения сигнала). Короткая экспозиция - спекл-структура, длинная экспозиция - лепёшка-размазня.


Далее рисунок иллюстрирующий случай, когда два телескопа с D>>r0 каждый образуют интерферометр:



Что  же  всё таки имеется ввиду в исходной статье если там прежде всего говориться о неожиданном поведении среды распространения сигналов? Что же именно оказалось неожиданным? Межзвёздная среда имеет другую статистику пространственного распределения облаков плазмы, чем предполагали? Или речь идёт об их большей/меньшей временной переменчивости? Или и пространственные, и временные параметры когерентности "плазменных экранов" одновременно оказались не теми, что ожидали?

Кстати, о межзвёздном интерферометре в статье напрямую нет ни слова. Кроме того, речь идёт о том, что Радиоастрон получил таки именно изображение, а не что то иное. Только не то, которое ожидали. Ожидали ведь "лепёшку", что как бы подразумевает, что речь идет о 2D-картинке.

Как с помощью межзвёздного интерферометра можно оценить размер источника более менее понятно по аналогии с обычным звёздным интерферометром Михельсона, но как получить изображение источника - совершенно непонятно.

Тот же Радиоастрон   в однократном акте наблюдения за источником  в РСДБ-моде  никакого ( в смысле 2D распределения яркости по источнику) изображения не получает. Источник необходимо пронаблюдать при различных размерах баз интерферометра и их различных ориентациях. Тогда на основе этих данных можно синтезировать изображение источника. Как мне кажется управлять размером базы  межзвёздного интерферометра как бы не в нашей власти? Или как то можно выбирать? Варьировать плечами интерферометра за счёт фильтрации сигналов по частоте и/или задержке?
Как оно там у них   - радиоастрономов вообще и АКЦешников, в частности, всё в реале устроено - непонятно.

Ну тиснули бы уже какую-нибудь статейку для любителей уровня журнала Квант    , а то всё какие то огрызки информации на поверхность всплывают.

[Chilik]

Имxотеп пишет:
Эффект известный, в программе планировался изначально, в первую очередь для исследования пульсаров в P диапазоне. Поскольку показатель преломления межзвездной плазмы растет с уменьшением частоты (как 1/f^2)...

Если среда - это плазма, то падает. В плазме показатель преломления меньше единицы и для очень длинных волн стремится к нулю (отсечка электромагнитной волны).

[Вадим Семенов]

Stalky пишет:
Ну тиснули бы уже какую-нибудь статейку для любителей уровня журнала Квант , а то всё какие то огрызки информации на поверхность всплывают.

Такое ощущение, что это как раз в задачи не входит. А судя по мутному стилю статьи, исз которой трудно извлечь содержательную информацию, но которая создает ощущение необычного достижения, задача как раз в этом. В навешивании лапши на уши.

[Veganin]

sychbird пишет:
Ну если в материале сверху не ПИАР-голимый, то построят очень даже быстро, но не у нас. Шаблон - проигранный не единожды.  :evil:  

Академия наук должна капать на мозг руководителю Роскосмоса о строительстве второго экземпляра. Возможно, после публикации статей в астрономических письмах.

RustemNur пишет:
Вроде бы раньше мелькали сообщения, что построить второй Радиоастрон Россия не сможет - некому сделать антенну... (если я ничего не путаю).

Антенну изготавливало ОНПП "Технология"

«18 июля взлетела моя кандидатская, — шутит генеральный директор ОНПП «Технология» Олег Комиссар (от ред. — кстати, в этот же день руководитель ГК «Ростехнология» Сергей Чемезов поставил Комиссара во главе предприятия). Потом добавляет уже совершено серьезно. — В 2004 году я писал работу по размеростабильным конструкциям. В космосе как бывает? сумасшедший перепад температур — от -200 до +200. Большинство материалов в таких условиях меняют свои размеры настолько катастрофически, что выполнение важнейших задач ставится под угрозу. А если использовать углепластик, никакие температурные изменения ему не страшны — даже микрон не «потеряется». Естественно, сейчас это направление очень востребовано».

Проблем с антенной быть не должно.

Вадим Семенов пишет:
Такое ощущение, что это как раз в задачи не входит. А судя по мутному стилю статьи, исз которой трудно извлечь содержательную информацию, но которая создает ощущение необычного достижения, задача как раз в этом. В навешивании лапши на уши.

У меня совершенно другое ощущение: пишутся сенсационные для астрономии статьи    Учитывая, что проект международный, это представляется намного более вероятным, чем "навешивание лапши".
Вспомните историю обнаружения экзопланет  "Кеплером": там тоже сначала накопили данные, обработали и только после этого объявили об открытии экзопланет, в особенности имеющих соразмерный с землей размер и входящих в зону жизни. Ситуация один в один.

[Stalky]

Вадим Семенов пишет:

Stalky пишет:
Ну тиснули бы уже какую-нибудь статейку для любителей уровня журнала Квант , а то всё какие то огрызки информации на поверхность всплывают.

Такое ощущение, что это как раз в задачи не входит. А судя по мутному стилю статьи, исз которой трудно извлечь содержательную информацию, но которая создает ощущение необычного достижения, задача как раз в этом. В навешивании лапши на уши.

Ну это вряд ли. Проект реально международный. Дай Бог ему удачи.

[Stalky]

Удалено автором ввиду невозможности победить это затейливое изобретение - оболочку форума НК.
Но я скоро вернусь!!!

[Stalky]

Номально пост написать нельзя. Ку-ку, модернизаторы форума, когда нибудь уже эта штука будет работать по гландам не через задницу?
Ну что на этот раз от меня надо, чтобы картинки вставились без повышения давления?

Главный по тарелочкам (пульсарам) явно Карл Гвинн, у него есть вебсайт http://web.physics.ucsb.edu/~cgwinn/ , в нём раздел Пульсары http://web.physics.ucsb.edu/~cgwinn/pulsar/pulsar.html , а там презентация: Scintillating Pulsars.Why Observe Pulsars with VLBI? http://web.physics.ucsb.edu/~cgwinn/pulsar/gwinn2_symp2008.pdf , в которой на первый взгляд и обсуждаются подходы к сегодняшней истории со странными изображениями...





Да, похоже нужно возвращаться к теме "возможности оптики косморазведчиков", так и не хватило терпения и времени закончить опус на тему: влияние турбулентности атмосферы на разрешающую способность ОЭС. Особенности при взглядах снизу-вверх и сверху-вниз.
http://novosti-kosmonavtiki.ru/forum/messages/forum12/topic1283/message962106/#message962106
http://novosti-kosmonavtiki.ru/forum/messages/forum12/topic1283/message966025/#message966025

[Вадим Семенов]

Stalky пишет:

Вадим Семенов пишет:

Stalky пишет:
Ну тиснули бы уже какую-нибудь статейку для любителей уровня журнала Квант , а то всё какие то огрызки информации на поверхность всплывают.

Такое ощущение, что это как раз в задачи не входит. А судя по мутному стилю статьи, исз которой трудно извлечь содержательную информацию, но которая создает ощущение необычного достижения, задача как раз в этом. В навешивании лапши на уши.

Ну это вряд ли. Проект реально международный. Дай Бог ему удачи.

Ну статья то явно для внутреннего употребления. На русском языке и отнюдь не в научном журнале. В иностранный научный журнал напишут нормально, чего получили.

[ZOOR]

В рамках лектория "Знание-сила" (совместный проект Мемориального музея космонавтики и научно-популярного журнала "Знание - Сила")  11 апреля д.ф.-м.н. Ю.Ю. Ковалев (Астрокосмический центр ФИАН) прочитал лекцию "Космическая радиоастрономия: проект "Радиоастрон"
http://space-museum.ru/main.php?id=1&nid=2001

По ссылке есть обещание выложить видео на Ютуб http://www.youtube.com/user/alexeevan

[dmdimon]

Stalky пишет:
Да, похоже нужно возвращаться к теме "возможности оптики косморазведчиков", так и не хватило терпения и времени закончить опус на тему: влияние турбулентности атмосферы на разрешающую способность ОЭС. Особенности при взглядах снизу-вверх и сверху-вниз.
 http://novosti-kosmonavtiki.ru/forum/messages/forum12/topic1283/message962106/#message962106
 http://novosti-kosmonavtiki.ru/forum/messages/forum12/topic1283/message966025/#message966025  

хорошо бы )

[kost3]

Ну дык Карл Гвин написал, что неожиданно, на большой базе интерферометра (но всяко меньше межзвездного, он тут не причем) появилось "окно прозрачности", то есть мы видим не размытые объекты (как предсказывалось из данных о межзвездной плазме) а четкие. Значит плазма не такая, менее плотная или с меньшим зарядом, короче не такая. А данные о межзвездной плазме получены не опытными замерами, а расчетами через модели взрывов сверхновых и big Bang(откуда еще ей взяться то?) - значит модели не верны, а значит надо это объяснить, новую модель строить. Кто объяснит - тот и нобелевский лауреат, потому сильно подробного обсуждения до анонса в астрофизикал ревью не ждите, IMHO.

[Stalky]

kost3 пишет:
Ну дык Карл Гвин написал, что неожиданно, на большой базе интерферометра (но всяко меньше межзвездного, он тут не причем) появилось "окно прозрачности", то есть мы видим не размытые объекты (как предсказывалось из данных о межзвездной плазме) а четкие. Значит плазма не такая, менее плотная или с меньшим зарядом, короче не такая. А данные о межзвездной плазме получены не опытными замерами, а расчетами через модели взрывов сверхновых и big Bang(откуда еще ей взяться то?) - значит модели не верны, а значит надо это объяснить, новую модель строить. Кто объяснит - тот и нобелевский лауреат, потому сильно подробного обсуждения до анонса в астрофизикал ревью не ждите, IMHO.

В целом согласен, особенно с последним утверждением*, но они описывают ещё более странную картину, чем просто получение чёткого изображения вместо размытого.  Кабы было так, то они бы получили классическое дифракционное изображение точечного источника и всё, Ан нет - звёздочки какие-то мерцают. Так что без межзвёздного интерферометра возможно дело не обошлось.

* - но с другой стороны - инструментально-наблюдательная основа для написания подобной статьи есть только у участников Радиоастрона, а там ИМХО поляна уже  поделена заранее.

ЗЫ Кто нибудь в курсе - на каком расстоянии расположены пульсары, наблюдавшиеся Радиоастроном?

[Имxотеп]

Stalky пишет:
 Кто нибудь в курсе - на каком расстоянии расположены пульсары, наблюдавшиеся Радиоастроном?

14 ноября 2011 г., после подтверждения наблюдаемости на КРТ гигантских радиоимпульсов от пульсара в Крабовидной туманности (расстояние 1 кпк), в диапазоне 18см была впервые найдена корреляция между этими импульсами, зарегистрированными КРТ и наземными радиотелескопами в Евпатории и обсерваториях «Светлое», «Зеленчукская» и «Бадары» ИПА РАН при  проекциях базы интерферометров на картинную плоскость источника до B = 40 000 км.
Этот факт свидетельствует о том, что рассеяния изображения в межзвездной среде от пульсара до наблюдателя на длине волны 18 см было не более углового разрешения интерферометра, которое составило 400 мксек. дуги. Интерферометрические наблюдения обычных импульсов близкого (260 пк) пульсара PSR 0950+08 не обнаружили межзвездного рассеяния изображения даже в диапазоне 92 см при  проекции базы интерферометра вплоть до B=220 000 км. Тем самым впервые практически в метровом диапазоне длин волн достигнуто угловое разрешение в  370 мксек. дуги. Наблюдения того же пульсара в течение 1 ч  позволили впервые обнаружить переменность функции видности интерферометра при столь больших базах интерферометра, что открывает путь к изучению параметров турбулентности межзвездной плазмы и достижению еще более высокого углового разрешения источника с использованием принципа «межзёздного интерферометра». Для другого близкого пульсара Vela, расстояние до которого ~ 300 пк, рассеяние в межзвездной среде было зафиксировано. В мае 2012~г. крупнейшие радиотелескопы южного полушария провели совместно с КРТ наблюдения этого пульсара на волне 18 см. В этих наблюдениях участвовали радиотелескопы обсерваторий Паркс, Мопра, Хоббарт (Австралия) и Хартбизтхоук (ЮАР), а также антенна НАСА в Тидбинбилла (Австралия). Обработка данных показала, что при проекции базы в 100 000 км полностью изменяется структура интерференционного отклика (наблюдается множество узких всплесков), что указывает на многолучевое распространение радиоволн через неоднородную межзвёздную плазму.

.... новый результат, полученный по далекому пульсару В0329+54, находящемуся на расстоянии в 2 килопарсека. На нём представлена  структура интерференционного отклика на традиционной диаграмме запаздывание (delay) – частота интерференции (fringe rate). Для обычного источника, не подвергшегося эффектам рассеяния, на этой диаграмме должен быть единственный пик. На самом деле наблюдается тесный ансамбль интерференционных откликов, каждый из пиков которого соответствует интерференции лучей, прошедших через свою комбинацию преломлений на неоднородностях плазмы. Представленная диаграмма получена на частоте 316 МГц в канале с правой круговой поляризацией на интерференционной базе между 100-м радиотелескопом GBT Национальной радиоастрономической обсерватории США в Грин Бэнке и космическим радиотелескопом при удалении в 290 000 км и при проекции базы интерферометра в 150 000 км. Наблюдаемая интерференционная структура медленно меняется со временем с характерным масштабом около 100 секунд.

Вышеприведенные проекции базы, при которой полностью изменяется структура интерференционного отклика, в принципе позволяют оценить θ - угловой размер неоднородности межзвездной плазмы (см рис). Временной масштаб флуктуации интерференционной структуры дает поперечную скорость пульсара и тд. Вот здесь об этом подробнее, желающие могут поупражняться.

[Stalky]

Имхотепу. Хорошая презентация.Спасибо. А откуда текстовые цитаты, ссылу не дадите?

ЗЫ А на каком расстоянии расположены плазменные экраны (на каком расстоянии от пульсаров, и на каком расстоянии от Земли). ИМХО это  может объяснить разницу при наблюдении PSR 0950+08 и Vela.

[Stalky]

На прошлой неделе академик Кардашев и доктор Ковалёв в НПОЛ выступали по Радиоастрону с чем то типа лекции (доступ был вроде бы свободным). Лавочкинцы, найдите материал, пож-ста, наверняка ведь прессслужба или редакция что-то записывали?
Добавлено:
24 мая НТС по Спектру-Р, есть аудиозапись среднего качества, но весит 15 Мегов и прямо не присоединяется В части растолковывания достигнутых результатов более информативна, чем лекция Ковалёва от 11 апреля в Знание-сила.