Наземно-космический интерферометр РадиоАстрон начал регулярные исследования

Наземно-космический интерферометр «Радиоастрон» начал регулярные исследования в соответствии с ранней научной программой. В настоящее время специалисты Астрокосмического центра ФИАН уже получили первые результаты по исследованию с рекордным разрешением яркого пульсара B0950+08 в диапазоне длин волн 92 см на наземно-космической базе в 220 000 километров. Помимо этого была проведена успешная коррекция орбиты космического аппарата «Спектр-Р», что позволило продлить срок баллистического существования радиотелескопа до 10 лет.

Напомним, что с февраля 2012 года «Радиоастрон» провел наблюдения мазеров воды и гидроксила в нашей галактике (W3OH, Орион KL и др.), пульсара с гигантскими импульсами в Карбовидной туманности, многих активных ядер галактик. В наземной поддержке наблюдений участвовали более десяти телескопов европейской радиоинтерферометрической сети со сверхдлинными базами (РСБД), включая российские, а также Евпатория (Украина) и Усуда (Япония). Сейчас международные научные группы проекта вместе с корреляционным центром Астрокосмического центра ФИАН проводят обработку и анализ данных.

Одновременно со стартом научной программы завершается и программа летных испытаний. 25 января 2012 года наземно-космический интерферометр «Радиоастрон» зафиксировал интерференционный отклик от индивидуальных радиоимпульсов пульсара B0950+08 в диапазоне 92 см с максимального удаления космического радиотелескопа 300 тысяч километров. При этом проекция базы интерферометра в направлении на исследуемый объект составила 220 тысяч километров, что обеспечило рекордное для метрового диапазона радиоволн угловое разрешение в 1/1000 секунды дуги. Наземное плечо образовывали крупнейшие радиотелескопы в Аресибо (США), Вестерборке (Нидерланды) и в Эффельсберге (Германия). Отмечается, что это первый успешный опыт участия Аресибо и Вестерборка в «Радиоастроне». Интерференционные лепестки получены между космическим радиотелескопом и всеми наземными телескопами.

Профили интенсивности одного из сильных импульсов, зарегистрированного на трех наземных радиотелескопах и на борту космического аппарата (КРТ) от пульсара B0950+08. Во вставке показан интерференционный отклик между сигналами с КРТ и с радиотелескопа в Аресибо для этого одиночного импульса

Область генерации радиоимпульсов пульсаров в магнитосфере нейтронной звезды не должна превышать в диаметре нескольких сотен километров. Это даже для ближайших пульсаров, находящихся на расстоянии в несколько сотен парсек (до сотни световых лет), составляет в угловой мере миллиардные доли секунды. Таким образом, пульсары оказываются «точечными» объектами, т. е. практически бесконечно малыми даже для наземно-космического радиоинтерферометра «Радиоастрон», и они всегда должны давать интерференционный отклик. Это свойство и было подтверждено в тестовом одночасовом эксперименте 25 января 2012 года, когда радиоизлучение от одного из ближайших пульсаров В0950+08 одновременно регистрировалось в интерферометрическом режиме космическим и наземными радиотелескопами.

Поведение корреляционного отклика со временем в течение всего наблюдательного сеанса длительностью в 1 час для пульсара B0950+08. По осям отложено время (сек), величина интерференционной задержки (сек) и цветом – относительная величина корреляционного отклика между Спектр-Р и Аресибо. Значительное изменение величины коррелированного сигнала во времени происходит из-за мерцаний излучения пульсара на неоднородностях межзвездной плазмы

По словам заведующего отделом космической радиоастрономии АКЦ ФИАН, доктора физико-математических наук Михаила Попова, наблюдаемая переменность амплитуды корреляционного отклика связана с эффектами распространения радиоизлучения пульсара через неоднородности межзвездной плазмы. Данный эффект проявляется исключительно для объектов с очень малыми угловыми размерами (меньше миллионной доли угловой секунды). В результате измерений частотно-временных характеристик мерцаний интерференционного отклика на базе «Радиоастрона» астрономы смогут изучить как свойства рассеивающей среды, так и самого пульсара. Помимо этого, будет локализована область радиоизлучения в магнитосфере нейтронной звезды – вблизи полярной шапки или вблизи светового цилиндра. Таким образом, проведенный тестовый эксперимент, с одной стороны, подтвердил работоспособность «Радиоастрона» в самом длинноволновом диапазоне, и, с другой стороны, сможет дать и важнейший научный результат.

Первые сеансы поиска лепестков в диапазоне 1,3 см, в отличие от предыдущих сеансов на 18,6 см и 92 см, оказались не столь успешными - лепестки пока не найдены. Виной этому стали крайне неблагоприятные погодные условия на крупнейших наземных радиотелескопах GBT и Effelsberg, составлявших наземное плечо интерферометра. Тем не менее поиск лепестков диапазона 1,3 см продолжается, и как надеются исследователи, с изменением погодных условий программа летных испытаний будет окончательно завершена.

Тем временем в диапазоне 18 см 22 января 2012 года были проведены испытания функционирования наземно-космического интерферометра в специальном режиме синхронизации по наземным атомным часам (водородному стандарту станции слежения и сбора данных в Пущино) путем использования замкнутой фазовой петли радиосвязи на частотах 7,2 и 8,4 ГГц (режим «когерент»). Результатом экспериментов стало успешное наблюдение квазара 0212+735, для которого ранее уже был обнаружен интерференционный отклик. Однако в этот раз интерференционный сигнал был выделен на корреляторе «Радиоастрон» в Астрокосмическом центре для максимальной проекции базы наземно-космического интерферометра 16 000 км и особой моды синхронизации.

Также 22 февраля и 1 марта этого года были произведены два импульса штатной коррекции орбиты аппарата «Спектр-Р» суммарной величиной около 3 м/с. В результате перигей орбиты был поднят до 55 тысяч километров от центра Земли, что позволило продлить срок баллистического существования космического радиотелескопа до 10 лет.

Источник: АНИ «ФИАН-информ»