Radioastron嘔吐パターン

今日-「Spectrum-R」宇宙船が軌道に乗ってからちょうど2年。 そして今日、Radioastronは21世紀のロシアで最も成功した無人宇宙プロジェクトであると自信を持って言うことができます。







最初の観測から1年半が経過しました。 この間ずっと、望遠鏡は初期の科学プログラムで占められていました。 実際、最初の研究は、科学者がラジオアストロンの能力の限界を決定し、科学的重要性が高く、成功の可能性があるような科学的課題を設定したという事実から成り立っていました。 このプログラムは、Lebedev Physical InstituteのAstrocosmic Center（ACC）、プログラムマネージャーYu.Yuによって調整されました。 Kovalevは、ACCの主導的役割を担う国際的な科学者グループによって実施されました。

ユーリ・ユリエビッチはこの資料の準備を手伝ってくれました。



Radioastronプロジェクトの作業中に科学者は何を学びましたか？



第一に、彼らは自分たちの装置の能力を学び、第二に、将来どのような知識がこれらの能力を提供できるかを学びました。



誰かがRadioastronの作業プロセスを理解できない場合は、このトピックに関する以前の記事を読むことをお勧めします。この記事では、超長距離ベースでの電波干渉測定の基本原理を概説しました。



科学研究の過程で、科学者は理論的モデル、または単に知識のギャップを埋めるように設計された根拠のある仮定を構築します。 これらのモデルは、既知の事実と数学的計算に基づいており、新しく発見された各事実により、モデルの信頼性と計算の精度を再確認できます。 そのため、理論モデルにより、最大10個の地球直径（約13万km）の基地でRadioastronが生成する結果を推測することができました。 次に何が起こるか、モデルは予測できませんでした-これは検証することしかできませんでした。





Scheme expert.ru（ サイト上で大きなサイズ ）。



いくつか質問がありました。 1つは、遠方の銀河の明るさとコンパクトさです。 銀河の核が十分にコンパクトでない場合、Radioastronの高い角度分解能では、何も表示されません。 1つのノイズ。 2番目の重要な質問-星間媒体の特性-その密度と構造。 空虚の幻想にもかかわらず、私たちの銀河のほとんどすべての空間はガスと塵で満たされています。 それらの割合は無視できますが、遠距離では、地球の大気のように、通過する放射線に影響を与え始めます。 この影響は、観測が実行される波が長いほど強くなります。 長さ1.3 cmと6 cm、18 cmと92 cmでまだ区別できるコンパクトなオブジェクトは、すでにぼやけているように見えます。 あなたがどんな力の光学望遠鏡でも取ることができる方法に似ていますが、霧の中で彼はまだ何も見ません。



初期の科学プログラムは、地球の直径が最大20の距離にある干渉計（つまり、予測の2倍）に基づいて、92 cmの波に対して肯定的な結果を受け取りました。





これは同じ信号です。 Spectrum-R宇宙望遠鏡は実際には運動量を検出しませんが、アレシボと組み合わせると、より明確な信号、つまり、 Radioastronプロジェクトの意味である、より高い解像度を提供します。

ACC FIANが作成した画像



18 cmの波の場合、地球の直径16の距離でデータが取得されました。 16 cmの波の場合は19の直径、1.3 cmの波の場合は8の直径ここで、これらの距離でどのような結果が得られたか、距離自体はどれほど重要であるかは重要ではありません。 「霧」を待っていますが、そこにはありませんでした。 より正確には、理論が予測したように、霧はそうではありませんでしたが、それらの特性ではありませんでした。 まったく同じ構造ではありません。



私たちの天体物理学者とエンジニアの誇りの別の主題は、彼らが8つの地球直径の地上空間干渉計から1.3cmの波長で受け取った角度分解能です。 結果は、27マイクロ秒のアークまたは角度のマイクロ秒です。 これは、宇宙の人間による観測の全歴史において、あらゆるツールによって得られた最高の解像度です。 この図のスケールをよりよく理解するには、ハッブルの結果と比較してください。 その解像度は0.05アーク秒であることを思い出させてください。 Radioastronは0.000027を示しました。







しかし、これらの2つのツールに反対することはできません。 彼らはあまりにも異なっています。 それらは異なる範囲で機能し、異なる原理でイメージを構築します。 したがって、「ラジオアストロンはハッブルよりも涼しい」と言うことは、「当社のクレーンはブルドーザーよりも速い」というフレーズに相当します。 比ur的に、望遠鏡は建設機械と比較することができます。各機器はそれぞれのビジネスで忙しいですが、一緒になって知識への道を構築します。



さて、実際に観測結果について 。



Radioastronはクエーサーにその作業時間のかなりの部分を捧げました。 クエーサーは、超大質量ブラックホールの周りに形成される高密度の活発な銀河です。 降着円盤の光は私たちに届き（通常はX線範囲で研究されます）、そこに星と星間ガスがブラックホールの引力の作用で集まります。 圧力がかかると、巨大なエネルギーがディスクに放出され、それが電磁放射の形で知覚されます。 内部プロセスは、回転するブラックホールの極から物質の強力なジェットを形成します。 これらの流れは、ジェットまたは相対論的ジェットと呼ばれます。 それらからの物質の伝播速度は、強力なエネルギーにさらされた場合にのみ可能な光の速度に密接に近づきます。







クエーサーは、私たちから何十億光年も離れた場所にあります。 もし彼らが少なくとも100万光年離れていれば、私たちの夜はもっと明るくなっていたでしょう。 しかし、私はクエーサーの遠隔性を後悔しません-太陽系がジェット機にあった場合、それはすぐにそれを消毒し、バンカーは私たちを救いません。





これはクエーサーではなく、最大のM87銀河の中心からのジェットです。 写真ハッブル。



50年代後半に発見されたクエーサー。 20世紀ですが、今日でも、科学者はセンターで何が起こっているのかと考えています。

明るさの変化の速さから、アクティブな銀河の1つのコアは太陽系より大きくてはいけないことが示唆されましたが、正確なスケールをより早く決定することはできませんでした。 Radioastronが到着するまで。

一般に、クエーサーの明るさのばらつきは、それとは独立した理由からも発生します。たとえば、私たちと彼の間にあるガス塵雲からです。 しかし、すべての範囲またはいくつかの範囲で同時にちらつく場合、内部原因が最も可能性が高いです。 そのような物体の1つは、光と電波の範囲の放射線の変動が一致しており、以前は地球から注意深く観察され、物質は惑星間塵ではなく内部プロセスにあるという結論に達しました。



Radioastronの「ターゲット」として選ばれたのは彼でした。 Quasar 0716 + 714は、これまでアクセスできなかった最高の精度でマッピングされた最初のアクティブな銀河になりました。 相対論的ジェットが飛ぶ「ノズル」の直径は約1光年であることが判明しました。 これらの観測が、銀河核の放射線の急速な変動は内部プロセスに関連しているという初期の仮説を反証したのは興味深いです。 つまり、再び、Radioastronは初期のモデルに違反し、科学者に別の解決策を模索するよう強制しました。





ACC FIANが作成した画像



Radioastronとその前身である超長距離ベースの地上干渉計の機能を比較するために、アメリカのネットワークVLBA（Very Long Baseline Array）で撮影した画像を組み合わせました。







Radioastronの解像度が高いと、クエーサーコアの画像が小さくなります。これは、VLBAが見る背景ではなく、詳細を正確に明らかにするためです。







クエーサーの研究における望遠鏡のもう1つの分野は、核の放射温度、つまり言い換えれば、明るさの記録です。 この検索は、ジェット放射の物理を理解するために重要です。 相対論的ジェットの形成を説明する現在の一般的なモデルは、それが非常に速い電子の流れであることを示唆しています。 この場合、ストリームの輝度は厳密に定義された範囲（特定の制限値以下）でなければなりません。 しかし、相対論的陽子がこれらの流れで放出できることを示唆する代替理論があります。 また、陽子はそれぞれ「打ち上げ」に必要なエネルギーがはるかに多く、ジェットの輝度がはるかに高くなるため、電子の1000倍の重さです。 そして、このエネルギーを説明するために、科学者はクエーサーの物理学に関する一般的な見解の多くを再考しなければならないので、「陽子」仮説は天体物理学者にとって快適ではありません。 しかし、地上干渉計の分解能が不十分なため、地球から確認または反証することはできません。



ラジオアストロンは数十個のクエーサーの観測に成功し、その観測結果はすでに現代の人気のあるジェットのモデルに「ほとんど」適合していません。 同時に、作業の期間とともに、Radioastronは段階的に干渉計のベースのサイズを大きくするため、観測の質と範囲が増加します。データはまだ到着し、宇宙の新しい詳細と特性を発見します。



Radioastronの科学に対するもう1つの重要な貢献は、 パルサーの研究です。 パルサー-中性子星-「サブホール」。 最高の密度の中性子物質を含む微視的な星のスケールの物体。 たとえば、パルサーの1.5太陽質量は直径10 kmで、毎秒最大700回転の速度で回転できます。 名前が付けられたパルサーの特徴-地球から記録されたラジオまたはX線範囲の高周波パルス。 科学者が最初にそのような無線信号を記録したとき、彼らはそれがエイリアンのビーコンであると決定しました。 最初のパルサーは1967年に開かれ、LGM-1というワーキングネームを取得しました-abbr。 リトル・グリーン・メンから。





中心にパルサーがあるカニ星雲。



2013年7月までに、2267個のパルサーが発見され、新しいものが絶えず決定されていますが、「最も近い」ものに到達できるのはRadioastronだけです。 予備計算は有望なものを約束しませんでしたが、彼らは同じ星間「霧」で脅しました。



パルサーに関連するプロジェクト作業には、主に2つの方向性があります。

第一：明るくコンパクトなパルサーを使用して、星間物質を照らし、その特性を研究します。

第二：パルサー放射線源の位置確認。 パルサーは、車の閃光の原理で「動作」します。 1つのパルスはパルサーの1回転と1フラッシュであり、磁場によって生成された中性子星の特定のソースから到達します。 しかし、どのようなソースがまだ知られていません。 一般に受け入れられている理論によれば、放射線源はパルサーの磁極に配置されています。 これらはそのような「ラジオジェット」です（この用語は科学的ではありません。ジェットも磁場によって形成されるクエーサーとの類似性を示すために造語しました）。 パルサーの地理的な極が磁気的な極と一致しない場合にインパルスが発生し、「ラジオジェット」は、その軸を中心とした身体の各回転について、サーチライトのような円を表します。 このようなスポットライトが地球を「照らす」と、電波望遠鏡が電波パルスを記録します。 ラジオパルサーの詳細。







しかし、科学者は衝動の別の性質を排除しないため、正確に決定するためには、最高の解像度でパルサーを観察する必要があります。 そしてRadioastronでさえ提供しないもので。 しかし、この装置は、さらに高度な研究方法を開発するために使用できます。つまり、干渉計として星間プラズマを使用します。 これが発生した場合、太陽系からの距離が... 100億キロメートルの「プレート」を提供する解像度に到達します。 歴史上同様のことはまだ起こっていませんが、そのような試みには理論的な根拠があります-残るのは試してみることだけです。 そして、Spectrum-R以外の装置は今日、そのような実験を許可しません。 科学者は言う：「分析が始まった。 まだ結果はありませんが、私たちは希望を持って待っています。」



初期の科学プログラムの観察は2013年6月に終了し、7月以降、つまり ほんの数週間前、いわゆるオープンキー科学プログラムが開始されました。 プロジェクトの最初の日から、その活動は本質的に国際的でした。 世界のほぼすべての最大の電波望遠鏡がそれに参加しています。 したがって、Radioastronは、もちろんロシアを含む国際社会全体からの申請に対してオープンです。 オープンプログラムの最初の年には、世界中の30を超える科学グループから200人以上の共著者からアプリケーションが送信されました。地球上の電波天文学者の約半数が超長距離の干渉計を扱っています。



Radioastronには、有望な研究分野がいくつかあります。

1.活動銀河（クエーサー）の核、明るさ、サイズ、内部構造の測定、超大質量ブラックホールのすぐ近くの研究。

2.銀河のジェットのマッピング。

3.星間物質のパルサー、特徴、構造。

4.星や惑星の形成領域。

作業の最初の年には、オープンコンペティションの一環として7つの主要プロジェクトが選ばれ、ロシアの天文学者がこれらのプログラムのそれぞれの実施を主導または参加しています。

すべての方向で、望遠鏡は地球上の他のデバイスのように研究を行うことができません。 実際、Spectrum-Rのおかげで、ロシアは、少なくとも狭い方向に大きな飛躍を遂げ、世界の電波天文学における議論の余地のないリーダーであることが証明されました。 彼女は、望遠鏡を備えたガリレオのように、誰もがそれを通して見る準備ができていますが、誰もそれを持っていません。







もちろん、このような複雑なプロジェクトではすべてが完璧というわけではありません。 装置には技術的な問題があり、作業の地上コンポーネントを提供するのは困難です。 公式には、これについて誰も一般市民に話していないので、うわさは他よりもひどくうろついています。 それらの下にはいくつかの理由がある可能性がありますが、それらを再説することは単に増やすことです。 ロスコスモス自身に誠実さを学ばせてください。 外国の科学者が仕事に招待されたとき、彼らはすべてを正直に言われました。 しかし、あなたが見るように、彼らは自分自身に情報を保持します。 デバイスは動作しますが、科学は動作します-これが主なことです。



しかし、ロシア科学アカデミーとロスコスモスのサイトでは、Radioastron-2の資金を求めるために今すぐ行きます。 LavochkinaのNGOは次の画期的な装置Millimetronを構築する予定ですが、Radioastron-2は修正された「小児疾患」とリソースの増加により、長い間世界の天体物理学におけるロシアの地位を固めていました。 そして、最初の装置にバックログがあったので、30年間それを構築する必要はなかったでしょう。 NASAが現在、好奇心に基づいて新しい火星探査機を構築しているように、価格はほぼ半分です。 RASは現在、スペース拡張に対応していないようですが、最善を尽くすことを望みます。



いずれにせよ、私たちは装置の活動を監視し、結果について話します。