Газовые линзы - будущее радиоастрономии [ Редагувати ]

Обнаружен способ создания телескопов с разрешающей способностью, намного превышающей возможности всех инструментов, созданных руками человека до настоящего момента. Новая методика, разработанная группой ученых из австралийского исследовательского института CSIRO, университета Аделаиды и из Нидерландов, описана в статье, опубликованной в свежем номере Astrophysical Journal. В ее разработке были использованы результаты наблюдений, проведенных с помощью радиотелескопа с компактной решеткой CSIRO, расположенного на востоке Австралии.

Новая методика позволит получать разрешение порядка 10 угловых микросекунд (под этим углом виден с Земли кубик сахара в сахарнице, расположенной на Луне). Это как минимум на два порядка превосходит возможности современных астрономических инструментов и, например, в десять тысяч раз лучше разрешения орбитального телескопа Хаббла. Все предложенные на сегодняшний день проекты создания космических сверхтелескопов не превосходят данную методику по разрешению.

С помощью новой методики астрономы смогут узнать намного больше, в частности, о процессах, происходящих в окрестностях сверхмассивных черных дыр, выбрасывающих струи горячих частиц на многие миллионы световых лет. В частности, удастся измерить размер струи у ее основания, структуру ее магнитного поля, а также изучить эволюцию струи во времени.

В чем суть новой методики, получившей название Earth-Orbit Synthesis? Предложена она была в прошлом году докторами Жан-Пьер Макуаром (Jean-Pierre Macquart) из университета Гронингена и Дэвидом Жансеем (David Jaunsey) из CSIRO. В ее основе лежит феномен, аналогичный мерцанию звезд в земной атмосфере вследствие турбулентности. Наша Галактика, как и Земля, обладает своего рода невидимой "атмосферой" - разреженным газом из заряженных частиц, заполняющих межзвездное пространство. Сгустки в таком газе действуют как линзы, фокусируя (или дефокусируя) радиоизлучение, приходящее от удаленных объектов, в результате чего их яркость меняется, а они как бы "мерцают". При этом мерцание отмечается только тогда, когда угловой размер этих объектов мал. Этому условию удовлетворяют, например, квазары - крайне интересные для астрономов объекты. Мерцание квазаров, наблюдаемое астрономами, происходит относительно медленно - изменения с периодом менее суток считаются быстрыми. Самые быстрые квазары меняют яркость с периодом, составляющим примерно час. Скорость и амплитуда изменения яркости радиосигналов зависят от размера и формы радиоисточника, размера и структуры галактических газовых облаков, скорости и направления орбитального движения Земли, а также скорости и направления движения самого газового облака.

Ученым удалось показать, что, исследуя изменение радиосигналов от удаленного радиоисточника в течение года, они смогут восстановить двумерную картину (изображение) активных областей квазара с немыслимым ранее разрешением. Уже найден подходящий для первого исследования квазар - PKS 1257-326, расположенный на расстоянии 4 млн. световых лет от нас. В его излучении отмечена годовая периодичность, амплитуда сигналов меняется примерно на 40% с периодичностью около 45 минут. Показано, что она практически наверняка обусловлена рассеянием сигнала в газовом облаке, расположенном сравнительно недалеко - на расстоянии около 50 световых лет от Земли.