|
Отдел плазменной
астрофизики
1. Впервые предложена качественная
модель процесса переключения мод в пульсарах,
которая применена к PSR 1822-09. Этот процесс
связан с перестройкой функции распределения электронов
в зоне их ускорения вблизи поверхности нейтронной
звезды. Основные особенности излучения PSR 1822-09
могут быть объяснены в рамках механизма излучения,
связанного с циклотронным и черенковским резонансом
(Малов И.Ф., Малофеев В.М.,
Мачабели Г.З., Меликидзе Г.И.)
2. По наблюдениям 21 пульсара
на частоте 610 МГц показано, что наиболее далекие
пульсары имеют стабильные потоки (вариации потока
не превышают 5%) на временных интервалах от 1
дня до 5 лет. Это свидетельсьвует о том,
что вариации потока пульсаров обусловлены исключительно
рефракционными мерцаниями на неоднориодностях
межзвездной среды. Индекс модуляции не превышает
0.5, что исключает спектры флуктуаций электронной
плотности с показателями > 4. Получено ограничение
на показатель 3.5 < < 3.7. Данные исключают
модель фазового экрана и согласуются достаточно
хорошо с моделью протяженной и квазиоднородной
межзвездной среды. У шести пульсаров обнаружен
излом в структурной функции, который может быть
интерпретирован изломом в спектре на масштабе
~10 см.
(Смирнова Т.В., Стинебринг
и др.)
Исследования галактического
и метагалактического радиоизлучения
1. Необычный
спектр и профиль радиопульсара Геминга.
(результат рекомендован к включению в Годовой
отчет) Интенсивные исследования радиоизлучения
пульсара Геминга, недавно обнаруженного в Пущинской
Радиоастрономической обсерватории, принесли новые
интересные результаты, которые свидетельствуют
об уникальности этого радиопульсара. Получен спектр
этого объекта в диапазоне 39 - 102.5 МГц. С учетом
оценок потока зарубежными группами на более высоких
и низких частотах установлено, что Геминга имеет
самый крутой спектр среди радиопульсаров, - спектральный
индекс в диапазоне 87 - 318 МГц равен - 4.5, а
на частотах ниже 50 МГц наступает резкий завал.
Спектр необыкновенно узкий и напоминает широкую
спектральную линию. Во время вспышек радиоизлучения
зарегистрированы группы индивидуальных импульсов
и интеримпульсов на всех четырех частотах. Выявлено,
что как индивидуальные, так и интегральные импульсы
демонстрируют большие флуктуации не только в интенсивности,
когда плотность потока изменяется более чем в
сто раз, но и в длительности импульсов и фазе
их прихода внутри периода, что совсем не характерно
для пульсаров. Так, длительность импульса может
изменяться от 6 до 50? от периода, а, в очень
редких случаях, мы наблюдаем сильное излучение
в течении всего периода, что не наблюдалось до
этого ни у одного пульсара. При этом форма импульсов
также очень разнообразна: встречаются как очень
узкие одиночные импульсы, так и широкие многокомпонентные.
Фаза прихода импульса и интеримпульса изменяется
также в необычайно широких пределах (до 30? периода).
Для объяснения особенностей поведения импульса
и фазы его прихода предложена модель почти соосного
ротатора, когда ось вращения и магнитная ось почти
совпадают и луч зрения наблюдателя почти не выходит
из конуса излучения пульсара. При этом излучают
отдельные активные пятна, обуславливающие большое
разнообразие наблюдаемых форм импульса и существенные
вариации его длительности.
(В.М.Малофеев, О.И.Малов).
2. Регулярная
структура магнитного поля галактики с перемычкой.
(результат рекомендован к включению в Годовой
отчет) В рамках программы исследования магнитных
полей в галактиках с перемычками на радиотелескопе
VLA (США) проведены наблюдения с высоким угловым
разрешением нескольких объектов этого типа на
волнах 3,5 см, 6,2 см, 18 см и 22 см. В области
перемычки и околоядерного кольца галактики NGC
1907 обнаружена регулярная структура магнитного
поля. В перемычке магнитное поле вытянуто вдоль
линий газовых потоков, что позволяет проследить
за ходом течений и формированием в этой области
ударных фронтов. Измеренная напряженность и конфигурация
магнитного поля в районе околоядерного кольца
вполне способны обеспечить приток массы газа,
необходимый для подпитки ядерной активности NGC
1907.
(В.Р.Шутенков, совместно
с сотрудниками физического факультета МГУ и Института
радиоастрономии М.Планка, Бонн, ФРГ).
3. Новые сбои
в периоде вращения пульсара PSR B1822-09.
У пульсара PSR B1822-09 (период Р=0.769с) обнаружено
два новых сбоя в периоде вращения, происшедших
24 апреля и 28 августа 1998 г., которые по своему
характеру аналогичны обнаруженным ранее (в1997г.)
первым двум сбоям необычного типа, когда изменение
частоты вращения пульсара было связано с внезапным
уменьшением скорости его векового торможения,
продолжавшимся около года. Такое явление у пульсаров
наблюдалось впервые. Анализ высокочастотных данных
(2300 МГц), полученных в обсерватории HartRAO,
Южная Африка, показал, что характер сбоев периода
этого пульсара имеют идентичный характер в широком
частотном диапазоне от 102.5 до 2300 МГц. При
этом в результате детального сравнения данных
двух обсерваторий (ПРАО и HartRAO) было обнаружено,
что в эпоху сбоя периода произошЈл сдвиг по времени
величиной в 5 мс между моментами прихода импульсов
на 102.5 и 2300 МГц. По сравнению с эпохой до
сбоя импульсы на низкой частоте стали дополнительно
запаздывать на 5 мс, что составляет около 2.3
град. по фазе. Одна из возможных интерпретаций
такого сдвига импульсов по фазе может быть связана
с тем, что сбой периода пульсара PSR B1822-09
может сопровождаться некоторыми изменениями в
структуре магнитосферы нейтронной звезды, а структура,
в свою очередь, влияет на пространственное распределение
областей генерации и геометрию конуса радиоизлучения
пульсара.
(Т.В.Шабанова)
4. С помощью
радиотелескопа БСА ФИАН на частоте 102.5 МГц получены
новые данные по профилям радиоизлучения большого
числа (104) пульсаров, включающих и около 20 миллисекундных.
В результате анализа этих данных показано, что
средние профили импульсов во многих случаях имеют
более сложную многокомпонентную структуру, содержащую
большее число компонентов, чем это обычно принималось
ранее. Выявлено, что в отличие от "нормальных"
пульсаров, у которых ширина среднего профиля,
как правило, увеличивается с длиной волны, что
соответствует общепринятой модели их магнитосферы,
у миллисекундных пульсаров ширина профиля почти
не изменяется с частотой.
(А.Д.Кузьмин, Б.Я.Лосовский)
5. У радиопульсара
в Геминге, обнаруженного ранее (1997 г.) в ПРАО
АКЦ ФИАН, определено фазовое положение среднего
профиля импульсов радиоизлучения относительно
фаз (известных по литературным данным) импульсов,
излучаемых этим знаменитым релятивистским объектом
в гамма- и рентгеновских лучах. Показано,
что средний профиль радиоизлучения Геминги, наблюдаемый
на частотах 40 - 103 МГц, занимает, как и в рентгеновских
лучах, большую часть периода (Р=0.237с) пульсара
и, практически, совпадает с «рентгеном» по фазе.
Это первый случай такого совпадения для пульсаров
подобного класса, излучающих, как в радио, так
и в гамма - рентгеновских участках спектра (за
исключением особого пульсара PSR 0531+21 в Крабовидной
туманности). Относительные фазовые положения профилей
определены в результате длительного ведения «тайминга»
(хронометрирования) радиоизлучения Геминги и благодаря
высокоточным измерениям величины меры дисперсии
ДМ = 3.457 (? 0.005) рс см-3 для этого пульсара,
проведЈнным на радиотелескопах ПРАО в диапазоне
40 - 60 - 103 МГц.
(Ю.П.Шитов, В.Д.Пугачев)
6. Для описания
жесткого диапазона в спектре пульсаров предложена
модель синхротронного излучения, генерируемого
в окрестности светового цилиндра. Показано,
что электроны первичного пучка могут обеспечить
наблюдаемое излучение от оптического до гамма
диапазона. Получена формула для оценки угла ?
между осью вращения и магнитным полем. В пульсарах
с периодом P < 0,1 сек ? увеличивается с возрастом.
Найдена кореляция между радиосветимостью Lr и
светимостью в рентгеновском и гамма диапазонах
Lx??, которая позволяет по наблюдаемой величине
Lr определять Lx??,. Синхротронное излучение электронов
вторичной плазмы позволяет объяснить уплощение
радиоспектров на частотах выше 30 ГГц.
(И.Ф.Малов)
7. Предложен
новый метод оценки положения и толщины эффективного
слоя межзвездной турбулентной плазмы, отвечающей
за мерцания пульсаров. Он основан на совместном
анализе характерного времени рефракционных мерцаний,
и полосы декорреляции дифракционных мерцаний,
которые зависят от распределения турбулентной
среды вдоль луча зрения. Получены оценки этих
параметров в направлении 19 пульсаров. Для большинства
пульсаров расстояние от пульсара до эффективного
центра тяжести слоя турбулентной среды либо соизмеримо
с расстоянием до наблюдателя, либо существенно
меньше, то есть слой примыкает к источнику. Для
нескольких пульсаров (PSR 1642-03, 0833-45, 1911-04)
толщина слоя составляет всего (25 ? 60) пк.
(Т.В.Смирнова, В.И.Шишов)
8. По комплексному
анализу наблюдательных данных получены оценки
параметров облаков турбулентной плазмы в спиральных
рукавах Галактики: размер облака ? 50 пк,
средняя электронная концентрация в облаке Ne =
0,1 - 1 см-3, характерная толщина слоя облаков
? 300 - 500 пк, объемная плотность числа облаков
? 10-6 пк-3, характерная высота распределения
облаков над плоскостью Галактики ? 80 - 250 пк.
Показано, что при малых значениях электронной
концентрации турбулентность является слабой и
относительный уровень турбулентных флуктуаций
растет с ростом электронной концентрации Ne. При
Ne ? 0,7 см-3 турбулентность становится сильной.
(А.В.Пынзарь, В.И.Шишов)
9. Проведены
наблюдения методом межпланетных мерцаний на частоте
102 МГц выборки из 56 компактных радиоисточников
с крутыми спектрами. Физические условия
(величина магнитного поля, энергия магнитного
поля, энергия релятивистских частиц) были оценены
у 42 из исследованных источников. Показано, что
отсутствие равнораспределения между энергией магнитного
поля и энергией релятивистских частиц типично
у исследованного типа источников. Показано, что
в среднем магнитное поле в компактных радиоисточниках,
локализованных в квазарах, меньше чем магнитное
поле в компактных радиоисточниках, локализованных
в галактиках. Обнаружена зависимость, связывающая
размер компактной детали и величину магнитного
поля: чем меньше деталь, тем меньше магнитное
поле и тем больше плотность релятивистских частиц.
(Артюх В.С., Тюльбашев С.А.)
10. Проведен
анализ пространственного распределения мерцающих
источников в площадке размером 330 кв. град. (0.1
ср). Оценки двухточечной корреляционной
функции на масштабах от 1? до 7? не отличаются
от нуля с точностью до погрешности оценок, т.е.
в данной площадке каких-либо скучиваний мерцающих
источников не обнаружено.
(Артюх В.С.)
11. Завершена
работа над составлением алгоритма обработки записей
по программе «Обзор северного неба на частоте
102,5 МГц». По результатам обработки части
полученных записей подготовлена к публикации первая
часть каталога радиоисточников, включающая 920
объектов северного неба со склонениями от 27о
до 33о и от 67о до 70о.
(Р.Д.Дагкесаманский, В.А.Самодуров)
12. С помощью
рекомбинационных линий гелия и водорода 56? и
66? измерено содержание межзвездного гелия по
отношению к водороду в 8 галактических областях
HII. Для 2 областей HII впервые получены
карты линий гелия и водорода мм диапазона. Показано,
что в ряде случаев размер зоны ионизации гелия
превосходит размер зоны ионизации водорода. Относительное
содержание гелия лежит в пределах 8-14 % (среднее
%) без заметного градиента по Галактике, что подтверждает
вывод о малости вклада звездного нуклеосинтеза
в содержание межзвездного гелия (< 3 %). Оценено
реликтовое содержание гелия по массе %. Оно не
противоречит стандартной космологической модели
и допускает существование частиц темной материи.
(А.П. Цивилев)
Исследования
радиоизлучения солнца и планет
1. Из анализа радиоастрономических
данных многолетних наблюдений межпланетных мерцаний
показано наличие векового цикла в вариациях параметров
солнечного ветра. Обнаружено, что скорость
и плотность межпланетной плазмы в вековых вариациях
коррелируют, а в 11-ти летних вариациях антикоррелируют
между собой. Это может свидетельствовать о различной
природе 11-ти летних и вековых вариаций солнечной
активности. (В.И.Власов)
2. Проведено
сравнение энергетических спектров низкочастотных
флуктуаций магнитного поля (частоты от
1 до 10 мГц), полученных по данным поляризационного
радиопросвечивания с космических аппаратов HELIOS,
в области ускорения солнечного ветра (гелиоцентрические
расстояния от 3 до 12 солнечных радиусов) с аналогичными
спектрами, измеренными локально на космических
аппаратах в области установившегося течения (гелиоцентрические
расстояния более 0,3 а.е.). Показано, что низкочастотные
спектры магнитных флуктуаций в области ускорения
солнечного ветра определяются исходным источником
альвеновских волн, расположенным вблизи основания
короны. Эволюция пространственного спектра флуктуаций
магнитного поля в области между 0,05 а.е. и 0,3
а.е. либо отсутствует, либо является весьма слабой,
что указывает на незначительную роль нелинейных
трехволновых процессов. Независимо от возможных
модельных представлений пространственные спектры
низкочастотных флуктуаций магнитного поля в солнечном
ветре на расстояниях менее 1 а.е. являются существенно
более пологими, чем спектры Колмогорова или Крэчнана.
(И.В.Чашей, совместно с ИРЭ
РАН и Боннским университетом)
Методы радиоастрономических
наблюдений
1. Создана база данных, содержащая
результаты наблюдений радиоизлучения Солнца в
миллиметровом диапазоне волн, полученные в 1989-1997
г.г. на радиотелескопе диаметром 7,5 м МГТУ им.Н.Баумана.
Разработано и реализовано программное обеспечение
для ведения этой базы данных, для формирования
различных выборок и статистического анализа их
свойств, а также для построения радиокарт Солнца.
(М.В.Конюков, совместно с
Б.А.Розановым (МГТУ) и В.Г.Нагнибедой (АИ СПбГУ))
2. В рамках
информационной системы для координатно-временных
исследований пульсаров подготовлена в формате
EPN база данных наблюдений пульсаров, выполненных
в Калязине в 1996 - 98 гг. на частоте 600 МГц,
для включения в доступной через Internet каталог
пульсарных данных ЦАД ИНАСАН.
(отдел пульсарной астрометрии,
зав.отд. Ю.П.Илясов)
Радиоастрометрия
1. На радиотелескопе ТНА
-1500 ОКБ МЭИ в Калязине проведен первый годовой
цикл наблюдений по хронометрированию миллисекундных
и двойных пульсаров на частоте 600 МГц с помощью
многоканального пульсарного аппаратурного комплекса
и службы единого времени ( СЕВ ПРАО ФИАН). Получены
профили импульсов пульсаров с временным разрешением
от 10 мкс и высоким отношением сигнал/шум. На
годовом интервале найдены остаточные уклонения
моментов прихода импульсов в барицентр Солнечной
системы для 8 пульсаров.
(отдел пульсарной астрометрии,
зав.отд. Ю.П.Илясов)
2. В рамках
Российско - Японского проекта «Пульсарная шкала
времени» проведены РСДБ - наблюдения нескольких
реперных пульсаров на базе Калязин - Касима на
двух волнах: 21 и 13 см. По результатам
РСДБ- наблюдений пульсара 0329+54 за 4 года с
высокой точностью измерены его координаты и собственное
движение. Установлено расхождение этих параметров
с Принстонским каталогом по этому пульсару. Результаты
работы доложены на международном симпозиуме и
направлены в печать Проанализирована причина расхождений
координат пульсара 0329 +54 в динамической и квазарной
системах отсчета. Составлен алгоритм, который
позволяет уточнить координаты по МПИ , учитывающий
влияние низкочастотных шумов хронометрирования
в остаточных уклонениях. Перевод наблюдений на
новую аппаратуру (волна 13 см) дал возможность
увеличить почти вдвое разрешающую способность
интерферометра Калязин - Касима.
(отдел пульсарной астрометрии,
зав.отд. Ю.П.Илясов)
Сооружения
радиотелескопов
Продолжение перестройки радиотелескопа БСА ФИАН
на частоту 111 МГЦ (выполнено 90 % монтажных и
настроечных работ).
(лаборатория радиотелескопов
метровых волн, зав.лаб. С.М.Кутузов)
Радиоастрономическая
аппаратура
1. На РТ-22 введен в действие
новый высокочувствительный радиометр непрерывного
спектра диапазона 8 мм. Благодаря широкой
полосе (4 ГГц) чувствительность системы составляет
? 6 мК (0,25 Ян) при накоплении 1 сек. Разработано
программное обеспечение для наблюдений методом
«on-on» и снятия радиокарт в экваториальных координатах.
Проведены первые наблюдения.
(В.В. Краснов, В.А. Гусев, Г. Т. Смирнов, совм.
с С.В. Логвиненко и гр. эксплуатации РТ-22)
2. Создан рабочий макет автокорреляционного АС
на 2048 каналов, выполненный в стандарте IBM PC.
Проведены пробные наблюдения источников W3OH,
W49 на волне 18см, которые показали его работоспособность
и пригодность для проведения спектральных измерений
и тестирования приемной аппаратуры.
(лаб. автоматизации научных
исследований, зав.лаб. С,В,Логвиненко)
3. ПРАО АКЦ ФИАН совместно
с ОКБ МЭИ в рамках проекта «АСТРОКОМПЛЕКС» на
радиотелескопе ТНА-1500 в Калязине установило
и ввело в эксплуатацию РСДБ приемник на волну
13 см с двухканальным крио-МШУ (шумовая температура
10К) с микрокриогенной системой. Осуществлена
одновременная работа ТНА-1500 на 3-х волнах :
50, 21 и 13 см с высокой развязкой приемников
на этих волнах. На радиотелескопе установлен двухчастотный
GPS -приемник для измерения плотности электронной
концентрации в ионосфере.
(отдел пульсарной астрометрии,
зав.отд. Ю.П.Илясов)
4. Произведено оснащение
радиотелескопов РТ-22 ПРАО АКЦ ФИАН в Пущине и
ТНА-1500 ОКБ МЭИ в пунктах Калязин и Медвежьи
Озера современной широкополосной регистрирующей
аппаратурой S-2 канадского производства. Для
стыковки регистраторов S-2 с радиоастрономическими
приемниками изготовлен видеоконвертер, обеспечивающий
работу указанных радиотелескопов в сети наземных
и наземно-космических интерферометров. С использованием
этой аппаратуры проведено несколько серий наблюдений
по программам международного наземно-космического
интерферометра VSOP, российско-австралийского
эксперимента “Лунный интерферометр” и европейской
РСДБ-сети. Выполненная за рубежом корреляционная
обработка некоторых из полученных записей продемонстрировала
хорошую работоспособность созданных приемно-регистрирующих
комплексов. С использованием воспроизводящих устройств
S-2 и блоков системы VXI фирмы Хьюлетт-Паккард
в АКЦ ФИАН создан макет коррелятора для обработки
РСДБ-данных.
(Ю.П.Илясов, А.В.Коваленко,
С.Ф.Лихачев и др., совместно с сотрудниками ОКБ
МЭИ)
Другие исследования
На основе современных технологий Internet создана
радиоастрономическая информационная система обеспечения
наблюдений RAIS, в которую вошли радиоастрономические
каталоги, базы данных, в том числе и по наблюдениям
в ПРАО, и расчетные утилиты. Создан WWW сервер
ПРАО АКЦ ФИАН. Введена в эксплуатацию высокопроизводительная
рабочая станция Alpha533 и на ее базе развернут
сервер приложений для решения задач ПРАО АКЦ ФИАН.
Разработано и создано программное обеспечение
обработки наблюдений мерцающих источников на антенне
БСА. Программное обеспечение разработано для операционной
системы Windows95/98 и Windows NT. На основе устройств
радиодоступа развернута первая очередь второго
уровня региональной вычислительной сети Пущинского
научного центра РАН и проложены новые оптоволоконные
магистрали первого высокоскоростного уровня этой
сети. На основе технологий Internet разработана
и развернута электронная информационная система
Пущинского научного центра.
(лаб. вычислительной техники
и информационных технологий, зав.лаб. В.В.Китаев)
|
