Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://www.sao.ru/hq/julka/ru/Abstracts.html
Дата изменения: Unknown
Дата индексирования: Tue Oct 2 00:34:46 2012
Кодировка: UTF-8
Поисковые слова: эффект фарадея
Abstracts

ПРОЕКТ ?ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОД ВСЕЛЕННОЙ?:
СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ

Парийский Ю.Н.(1), Берлин А.Б(2)., Мингалиевљ М.Г.(1)

1 Специальная астрофизическая обсерватория РАН, п. Нижний Архыз
2 Санкт-Петербургский филиал САО РАН, г. Санкт-Петербург

Кратко излагаетсяљ история создания проекта и формулируются основные первичные цели ПРОЕКТА, дополняющего и расширяющего возможности основного международного проекта по анизотропии 3К фона, ПЛАНК-2008. Для разрешенияљ проблемы мешающих фоновых излучений было необходимо расширить возможности всего многочастотного комплекса РАТАН-600, а для повышения потенциала на предельно короткой волне пришлось улучшить качество основной поверхности РАТАН-600, точность позиционирования как элементов поверхности, так и вторичного зеркала, и перейти к матричным радиометрам дляљ сокращения времени накопления данных. В настоящее время РАТАН-600 является основным наземным дополнением миссии ПЛАНКА, и к концу Миссии (2010г) на общей с ПЛАНКОМљ площадке Неба разделение всех компонент фонового излучения можно будет производить с предельной точностью. ПРОЕКТ предусматривал накопление многочастотных данных в течении 3лет. Сегодня пригодных для обработки данных на всех частотных каналах накоплено около 1 года. Уже эти данные оказались полезными для уточнения роли фоновых источников (см. специальные доклады), роли синхротронного излучения и дипольного излучения Галактики (см. доклады),љ и ограничения, вносимые шумом атмосферы и помехами от цивилизации (см. доклады). Роль белого шума уже снижена значительно по сравнению с WMAP, и приближена к ожидаемому уровню шума в эксперименте ПЛАНК к концу 2010г. Цель настоящей конференции - уточнить основные акценты по последующим этапам реализации ПРОЕКТА и выслушать предложения по повышению его эффективности.

 

 

КРУПНОМАСШТАБНАЯ СТРУКТУРА ВСЕЛЕННОЙ И
САХАРОВСКИЕ ОСЦИЛЛЯЦИИ

Лукаш В.Н.(1)


1 Астрокосмический Центр ФИАН, г. Москва

 

Дан обзор современной модели видимой области Вселенной, опирающейся на результаты астрономических наблюдений. Обсуждаются проблемы и выводы для теории, вытекающие из данной космологической модели: физика ранней и поздней Вселенной, множественность Вселенных и уникальность нашей реализации, первичный звук и происхождение начальных условий для образования наблюдаемой структурыљ Вселенной, физическая мотивация космологической инфляции, множественность компонент вещества и проблема совпадений, темная энергия и новая инфляция, темная материя и ее связь с бариогенезисом, пути расширения современной физики частиц и космологической модели.љ

 

 

ТЕМНАЯ МАТЕРИЯ В СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЕ

Кауц В.Л.(1)

љ1 Астрокосмический Центр ФИАН, г. Москва

Одна из основных нерешенных задач современной космологии и физики элементарных частиц ? это природа и состав частиц так называемой темной материи. Указанные частицы могут захватываться Солнечной системой как за счет чисто гравитационного взаимодействия в трехчастичных столкновениях, так и при прямых столкновениях с телами Солнечной системы. В результате данных процессов образуются области локального увеличения плотности темной материи ? образуются гало вокруг Солнца, планет и их спутников. Рассматриваются различные механизмы образования гало темной материи в Солнечной системе:
1. Барионное сжатие на этапе образования Солнечной системы.

2. Гравитационный механизм, который действует независимо от прямого взаимодействия с материей. Чисто гравитационный захват космическими телами, то есть переход частиц на связанныељ орбиты, возможен только в многочастичныхљ столкновениях.

3. Гравитационно-столкновительный захват. В этом случае частицы теряют кинетическую энергию при непосредственном прохождении через космические тела за счет прямого взаимодействия с материей. Таким образом, в случае эффективного торможения частиц возможен переход на связанные орбиты даже в случае двухчастичных столкновений. В дальнейшем захваченная частица делает несколько оборотов вокруг космического тела и в конце концов поглощается им. При этих процессах формируется гало частиц повышенной плотности вокруг космического тела. Размеры, плотности возникающего гало существенным образом зависят от массы и взаимодействий рассматриваемых частиц.

4. Бесстолкновительная фокусировка частиц в гравитационном поле Солнечной системы. В этом случае при движении Солнца относительно частиц темной материи образуется каустическая особенность.

Для каждого из указанных механизмов рассчитаны характеристики ожидаемых гало (характерные размеры, плотности). Обсуждаются возможные наблюдательные проявления.

 

 

РАЗДЕЛЕНИЕ КОМПОНЕНТ И ВОССТАНОВЛЕНИЕ СИГНАЛА РИ МЕТОДОМ МАКСИМУМА ЭНТРОПИИ (МЕМ)

ДЛЯ ТРАНЗИТНЫХ СКАНОВ РАТАН-600

Столяров В.А.(1)

1 Специальная астрофизическая обсерватория РАН / Кембриджский университет

В докладе обcуждается разделение реликтового излучения (РИ), синхротронного и свободно-свободного и пылевого излучения Галактики с помощью метода максимума энтропии в гармонической области. Методика была разработана для многочастотного обзора небесной сферы, который будет проводится в спутниковом эксперименте Planck (запуск запланирован на август 2008 г.)љ в 9 ?ти диапазонах от 30 до 857 ГГц. На модельных данных эксперимента Planck проиллюстрирована способность этого метода восстанавливать спектр мощности анизотропии реликта до масштабов l = 2000 ? 2500.
В докладе также продемонстрированы результаты применения этого метода к данным, полученным на радиотелескопе РАТАН-600 в режиме транзитных сканов в диапазонах от 4.7 до 21.7 Ггц. Показано, что несмотря на сложную форму диаграммы направленности, влияние атмосферы и форму наблюдаемого участка (узкая полоса шириной в 1.6 градуса) можно производить оценки мощности анизотропии РИ на мелких масштабах l = 2000-4000, что можно использовать в качестве априорной информации при восстановлении сигнала РИ уже в других экспериментах.
Поскольку имеющиеся данные наблюдений на РАТАН-600 достаточно низкочастотные ( f < 22Ггц), то считалось, что вклад пылевой компоненты на этих частотах ничтожен и она была исключена из анализа.
В процессе предварительной обработки для уменьшения влияния атмосферы из транзитных сканов вычитался фон с постоянной времени порядка 150 сек, что автоматически исключало из анализа масштабы l < 500. Это осложнило сравнение результатов с уже имеющимися данными по РИ (эксперимент WMAP), где содержится информация как раз до l = 500.
Новые результаты ожидаются после завершения наблюдений на частоте 30ГГц, что должно существенно улучшить восстановление сигнала анизотропии РИ и других компонент.

 

 

ПОИСК СПЕКТРАЛЬНО-ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ФЛУКТУАЦИЙ КОСМИЧЕСКОГО

МИКРОВОЛНОВОГО ФОНОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА РАДИОТЕЛЕСКОПЕ РАТАН-600

Госачинский И.В.(1),љ Дубрович В.К.(1), Венгер А.П.(1)

љ1 Санкт-Петербургскийљ филиалљ САО РАН, г. Санкт-Петербург

Приведены некоторые результаты поиска узкополосных спектрально-пространственных флуктуаций излучения космического фона на волне 6.2 см, проведенного на радиотелескопе РАТАН-600 вљ 2001 - 2006 г.г. в двух полосках размером 35' х 7' в окрестности полюса Мира. Оказалось, что в полосе радио частот? 12 МГц и в диапазоне пространственных периодов от 4' до 15' спектры пространственных флуктуаций имеют подъемы степенного характера сољ значениями показателя дољ -2.0 ? 0.5, наблюдающиеся с периодичностьюљ 2 ? 3љ МГц по радио частоте . Кроме этого обнаруженыљ две узкополосных по угловой частоте детали на радио частотах 4870.4 и 4871.5 МГц,љ с амплитудой соответствующих им флуктуаций 5 ? 0.5љ mK по антенной температуре в области угловыхљ периодов около 5' , имеющих ширину по радиочастотамљ около 600 кГц. Стандартные проверки по спектрам полусуммы и полуразностиљ двух групп наблюдений, случайно образованных из общей совокупности 23 записей цикла наблюдений в марте 2002 г., а также сравнение со спектрами холодной согласованной нагрузки, подключенной на вход приемника вместо антенны, подтверждают реальность этих деталей углового спектра флуктуаций. Однако природаљ обнаруженных особенностей излучения пока не ясна. Попытка связать это излучение с вращательными переходами молекулы СНљљ 2 P ?љ J = 5/2, одна из компонент мультиплета которого попадает в исследованный диапазон, оказалась безуспешной.

 

 

О ПРЕДЕЛАХ РАДИОАСТРОНОМИИ 21 ВЕКА И ПРОБЛЕМЫ СМВ

Парийский Ю.Н.(1), Новиков И.Д.(2), Варшалович Д. А.(3), Дубрович В.К.(4),љ Кардашев Н.С.(2), Насельский П.Д.(5),

Рубаков В.А.(6), Сюняев Р.А.7, Дорошкевич А.Г.(2), Лукаш В.Н.(2)

1 Специальная астрофизическая обсерватория РАН, п. Нижний Архыз
2 Астрокосмический Центр ФИАН, г. Москва
3 Физико-технический институт им. Иоффе, г. Санкт-Петербург
4 Санкт-Петебургский филиал САО РАН, г. Санкт-Петербург
5 Институт Нильса Бора, Дания
6 Институт ядерных исследований РАН, г. Москва
7Институт Космических исследований, г. Москва

Центральным экспериментом по СМВ ближайших лет является проект ПЛАНК-2008, который должен качественно улучшить данные в области масштабов, втрое меньших достигнутых WMAP, получить надежные данные о Е-моде поляризации Сахаровских Осцилляций и достичь астрофизически значимых оценок по реликтовым грав. волнамљ по T-моде поляризации, возникающей при рассеянии фотонов на грав. волнах. Однако, это далеко не все вопросы, которые уже сегодня возникают в Теории, и для их решения нужны качественно новые эксперименты и методы отделения мешающих излучений от исследуемых.
Приводится перечень новыхљ задач и требований к экспериментам следующего поколения, и обсуждаются возможные пути реализации этих требований. Оценивается роль РАТАН-600 в экспериментах, требующих высокой чувствительности к фоновым излучениям, многочастотности дляљ разделения фоновых излучений по спектральнымљ признакам, высокого углового разрешения для глубокой фильтрации фоновых радиоисточников, выделения SZ-эффектов и для проверки эффектов грав. рассеяния на малых и одномерных структурах. РАТАН-600 является одним из основных наземных радиотелескопов, дополняющих данныељ миссии ПЛАНКА. Некоторые свойства его позволяют ставить эксперименты следующего поколения, связанные с анизотропией реликтового фона, включая поиск реликтовых грав. волн, спектроскопию СМВ, поиск предсказаний SUSY на предельно малых масштабах и пр.

 

 

АНОМАЛИИ СМВ ? МИФ ИЛИ РЕАЛЬНОСТЬ?

О.В. Верходанов(1)

1 Специальная астрофизическая обсерватория РАН, п. Нижний Архыз

Дается обзор различных аномалий в картах и гармониках очищенных данных реликтового излучения, полученного из наблюдений спутника WMAP: негауссовость, симметрии, проблемы квадруполя (амплитуда и плоскостность), Ось Зла (соосность квадруполя и октуполя), коррелированные пятна в распределениях радиоисточников и CMB на сфере. Рассматриваются различные эффекты, которые могут привести к упоминаемым явлениям. Многие из них удается объяснить в рамках систематики наблюдений и восстановления сигнала без привлечения новой физики. В частности, рассмотрены результаты исследования свойств низких мультиполей, т.е. для 2<=l<=10 (Naselsky, Verkhodanov, Nielsen, arXiv:0707.1484). Для этого применялся анализ кросс-корреляций низких мультиполей данных ILC(III) трех лет наблюдений и фоновых компонент. Показано, что корреляции оцень высоки. В работе был применен анализ Монте Карло для 10000 реализаций случайных Гауссовых полей, в котором был применен метод восстановления, аналогичный тому, что использовался при построении карты CMB (см. Eriksen et al., astro-ph/0307507), и показано, что метод LILC (Lagrangian Internal Linear Combination) дает отрицательный сдвиг в функции распределения P(K), построенной при кросс-корреляции карты искомого сигнала с фоновыми компонентами,љ <K(l=2)>=-0.254 для квадрупольной компоненты и < K(l=3)>=-0.171 для октупольной. Более того, практически 40% реализаций квадруполя CMB, имеющих фазу моды (l=2,m=0) такую же как и фоновой компонеты, при восстановлении меняют фазу на 3.1415 радиан. Если фазу у этой гармоники восстановить правильно, то корреляция с фоновыми компонентами уменьшается. А если фазу изменить в данных WMAP ILC, то Ось Зла перестает существовать.
Работа частично поддержана грантом РФФИ No 05-07-90139.

 

 

СВОЙСТВА КАРТ WMAP НА СЕЧЕНИЯХ RZF-ОБЗОРА

Хабибуллина М.Л.(1), Верходанов О.В.(1), Парийский Ю.Н.(1)

1 Специальная астрофизическая обсерватория РАН, п. Нижний Архыз

Рассматриваются одномерные почасовые сечения карт WMAP: ILC (Internal Linear Combination - карта реликтового излучения, построенная как внутренняя комбинация карт данных в наблюдательных каналах), и фоновых компонент (синхротронного и свободно-свободного излучения и излучения пыли). Обнаруживаются корреляции в карте ILC с данными из других вкладов на склонениях RZF-обзора, проводимого на РАТАН-600 (Бурсов и др., 2007). В одномерных сканах, выделенных из карты ILC, прослеживаются различные особенности других фоновых компонент. Корреляции проверяются в моделях случайных гауссовых полей на полной небесной сфере, построенных с помощью пакета GLESP (Doroskevich et al., astro-ph/0305537). При анализе данных также использовался пакет FADPS (Verkhodanov, 1997). Метод одномерных сечений может быть использован при поиске негауссовых особенностей, обнаруженных позиционно одинаково в распределении микроволнового излучения и радиоисточников, что, в дальнейшем, можно исследовать в наблюдательных программах на РАТАН-600.
Работа частично поддержана грантом РФФИ No 05-07-90139.

 

 

ПРЕДЕЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ РАДИОАСТРОНОМИИ
И О ПОДКЛЮЧЕНИИ SKA К ПРОБЛЕМАМ СМВ

Парийский Ю.Н.(1), Гурвиц Л.(2), Хайкин В.Б.(3)


1 Специальная астрофизическая обсерватория РАН, п. Нижний Архыз
2 JIВEљ (Голландия)
3 Санкт-Петербургский филиал љСАО РАН, г. Санкт-Петербург

Непрерывно растущие требования к чувствительности экспериментов по анизотропии СМВ заставляют искать качественно новые возможности. Если всего 10 лет назад достаточно было чувствительности около 10 микро-К, то для уверенного выделения Е- компоненты поляризации нужна чувствительность ~ 1 микро-К,љ дляљ фундаментального эксперимента по обнаружению В- компоненты поляризации (регистрация реликтовых грав. волн) требуется чувствительность существенно выше 0.1 микро-К,љ а для обсуждаемых экспериментов по спектроскопии реликтового фона необходимо опуститься ниже 0.01 микро-К. Ни один из планируемых экспериментов не обещает такой чувствительности. Обсуждается возможность интеграции интересов исследователей дискретных образований во Вселенной и исследователей фоновых излучений Вселенной. Основой интеграции может стать проект SKA, љесли предусмотреть небольшие изменения в этом проекте. Наиболее подходящей основой может служить вариант большого числа одиночных антенн с крупными фокальными решетками в каждой антенне. Этот вариант активно обсуждается в последнее времяљ (12500 антенн диаметром 12м типа љALMA, с фокальными решетками типа OCRA). В этом варианте достаточно сохранить информацию, поступающую от всех элементов фокальных решеток, а не только кросс-корреляцию между антеннами. Это позволит сохранить всю информацию о фоновых излучениях, к которым не чувствительны стандартные системы синтеза. Такой вариант позволит достичь чувствительности, недоступной ни одному одиночному телескопу даже сљ большими фокальными матрицами.

 

 

ПОИСК НОВОЙ ПОПУЛЯЦИИ ФОНОВЫХ РАДИОИСТОЧНИКОВ
НА САНТИМЕТРОВЫХ ВОЛНАХ

Парийский Ю.Н.(1), Бурсов Н.Н.(1), Соболева Н.С.(2), Темирова А.В.(2), Семенова Т.А.(1),
Майорова Е.К.(1), Нижельский Н.А.(1), Берлин А.Б.(2)

1 Специальная астрофизическая обсерватория РАН, п. Нижний Архыз
2 Санкт-Петербургский филиал САО РАН, г. Санкт-Петербург

Шум от фоновых радиоисточников остается одним из плохо изученныхљ ?экранов? между эпохой рекомбинации и наблюдателем вблизи Земли. Более того, к началу реализации проекта ?Генетический Код Вселенной? (1998)љ предполагалось, что он может доминировать над всеми другими мешающими экранами. Каталоги тех лет не позволяли даже приблизительно предсказать шум от них в диапазоне длин волн Миссии Планка, 1см-1мм. Созданный на РАТАН-600 не имеющий аналога многочастотный комплекс в диапазоне 1см-50см, с 9 широкими каналамиљ был использован для уточнения интенсивности и спектра этого шума.
Сообщается о результатах оценки спектров известныхљ радиоисточников на коротких см. волнах, о радиоисточниках, выделяемых в ?слепых? поисковых обзорах и оценивается шум неразрешенных фоновых источников на всех волнах РАТАН-600. Основной результат - малый процент инверсионных спектров, которые особенно опасны для частот миссии Планка. Подавляющая часть источников с плотностью потокаљ более 1-3 мЯнљ в см. диапазоне отождествляется с NVSS (FIRST)љ объектами. Эффект селекции приводит к завышению их числа при исследовании спектра NVSS объектов с низкой чувствительностью в см. диапазоне. Проведенный анализ средних спектров всей популяции NVSS объектов показал, что в действительности средний спектральный индекс их лишь слегка уплощается при переходе от сильных к предельно слабым радиоисточникам. Сопоставление ожидаемого шума неразрешенных радиоисточников по данным предельно глубоких обзоров неба на VLA в дециметровом диапазоне волн показало избыток шума на см. волнах, который не может быть объяснен уплощением спектра NVSS популяции к высоким частотам. Мы интерпретируем это какљ признакљ наличияљ новой популяции объектов см. неба на суб-милиЯнскомљ уровне плотностей потока. Природа их пока остается неясной, но многие данные указывают на доминирование радиоисточников со спектром галактик с бурным звездообразованием. В любом случае,љ проблема шума от точечных радиоисточников, попадающих в диапазон ПЛАНКА со стороны основного Радиодиапазонаљ незначительна, и при необходимости может быть снижена, в связи с тем, что почти все они ? объекты NVSS каталога с известными координатами. Положение упрощается совсем, если СМВ эксперименты проводятся сљ ?избыточным? разрешением, что позволяет ?бланкировать? эти объекты не исследуя детально их спектры. Проведенный на РАТАН-600 эксперимент в см. диапазоне не в состоянии уточнить положениељ с шумом источников, проникающихљ в диапазон ПЛАНКАљ из инфракрасной области, которые должны доминировать на всех частотахљ HFIљ (короче 3мм).
В дальнейшем предполагаетсяљ завершение двумерного многочастотного слепого обзора неба в околозенитной области Неба размером около 500 кв. град.љ на РАТАН-600 с суб-миллиЯнской чувствительностью с завершением обзора к концу миссии ПЛАНКА (2010г) и завершение обработки обзоров по проекту ХОЛОД.
Данные глубоких обзоров РАТАН-600 будут использованы для глубокой чистки общих с миссией ПЛАНКА областей неба.

 

 

 

CMB-ЭКСПЕРИМЕНТЫ И ПРОБЛЕМА ФОНОВЫХ РАДИОИСТОЧНИКОВ

Парийский Ю.Н. (1), Мингалиев М.Г. (1), Сотниковаљ Ю.В. (1),
L?hteenm?ki A.( 2), Torniainen I. (2), Tornikoski M.( 2), Valtaoja E.(3)

1 Специальная астрофизическая обсерватория РАН, Россия
2 Metsahovi Radio Observatory, Finland
3 Tuorla Observatory, Finland

Одной из серьезнейших проблем, ограничивающих точность экспериментов по поиску и измерению флуктуаций CMBR (космического микроволнового фонового излучения), является проблема фоновых радиоисточников. Именно поэтому необходимы точные знания как спектра их излучения в широком частотном диапазоне, так и сведения по их возможной переменности.
Особенно важна проблема фоновых радиоисточников при исследованиях на инструментах с малыми угловыми разрешениями и интерферометрах. На инструментах с высоким угловым разрешением эта проблема не так актуальна и разрешается с использованием собственных же наблюдений (в материалах настоящей конференции будут представлены результаты работы радиотелескопа РАТАН-600 по этой теме).
В настоящее время РАТАН-600 участвует в подготовительной программе по исследованию внегалактических радиоисточников, который могут представлять опасность в предстоящем космическом проекте Планк Европейского Космического Агентства (ESA Planck Mission): исследуются мгновенные спектры и переменность блазаров и объектов с GPS-спектрами. Точные сведения о их спектрах позволят учесть их вклад в общее излучение, что в свою очередь позволит повысить точность измерения флуктуаций CMBR. На радиотелескопе РАТАН-600 уже проводились подобные исследования в качестве дополнения к интерферометрическим наблюдениям с короткой базой на 5 ГГц, проходившим в Джодрелл Бэнк в 1998-99 гг. [1]. Для того, чтобы получить информацию о излучении галактического синхротрона и свободно-свободной компоненты в исследуемой области, было необходимо определить плотности потоков точечных источников на 5 ГГц, и вычесть их вклад из карты, синтезированной интерферометром. В результате шумы на интерферометрической карте уменьшились примерно в 3 раза, что соответствует повышению точности определения Clљ примерно на порядок.
Также планируется участие РАТАН-600 в наблюдениях фоновых радиоисточников и в ходе эксперимента Планк, в частности по программе Quick Detection System (QDS). QDS ? система быстрого обнаружения предполагает как наблюдения избранных сильных и вспыхивающих объектов при плановом прохождении сканов обзора Планк по ним, так и подключении к наблюдениям при их вспышках. Естественно, такие наблюдения позволят провести корректный учет влияния фоновых радиоисточников при обработке карт обзора Планк, а также дадут весьма ценную информацию и о самих этих объектах.

  1. Observations of the bright radio sources in North Celestial Pole region at the RATAN-600 radio telescope. M.G. Mingaliev V.A. Stolyarov, R.D. Davies, S.J. Melhuish, N.A. Bursov and G.V. Zhekanis. 2001, A&A, 370, p. 78-86 (astro-ph/0102275)

 

 

ИСТОЧНИКИ КАТАЛОГА WMAP И ПОИСК ЯРКИХ В МИЛЛИМЕТРОВОМ ДИАПАЗОНЕ ИСТОЧНИКОВ

Трушкин С.А.(1)

1 Специальная астрофизическая обсерватория РАН, п.Нижний Архыз, љsatr@sao.ru

Hinshaw et al. (2006) опубликовали новый каталог обзора всего неба WMAP после трех лет накопления данных. Для обнаружения источников авторы применили оптимальную фильтрацию, и включили в каталог только те источники, поток от которых превышал средний по какой-нибудь одной из пяти полученных карт (imaps at 23,31,41,61 and 94 GHz) уровень шума в пять раз. Каталог включает 323 источника, при этом четыре переменных квазар и два ложных источника из первой версии каталога (Spergel et al., 2003) были исключены. Таким образом, после трех лет обзора обнаружен 121 новый объект к 202 источникам из прежнего каталога. Каталог первой версии был подробно исследован Трушкиным (2003, BSAO v.55, p.90) и впервые для него определены точные координаты интегральные радиоспектры 203 источников. Используя опробованную методику работы с базой данных CATS, мы отождествили новые источники с радиоисточниками других каталогов и с объектами из оптических и рентгеновских каталогов. В радиодиапазоне все 121 источник отождествились с другими каталогами. Для восьми источников не было найдено какого-нибудь надежного оптического отождествления, хотя этиљ объекты достаточно яркие радиоисточники. Остальные источники отождествились с квазарами (72), активными галактическими ядрами (13), лацертидами (11) и одной планетарной туманностью NGC7293. Все WMAP источники делятся по спектрам на четыре группы: ~50% источников имеют плоские или инвертированные спектры, ~15% -- спектры с максимумом на 5-20 ГГц (GPS-sources), ~10% -- обычные степенные спектры и ~10% показывают смешанные спектры (как у 3C84). Построить радиоспектры этих источников on-line можно на сайте базы данных радиоастрономических каталогов CATS.
Мы задались вопросом, сколько ярких источников на всем небе можно обнаружить, если задаться минимальным потоком около 0.4 Ян, который является минимальным в каталоге. На самом деле предел по полноте обзора WMAP оценивается авторами в 1-1.2 Ян.
Обзоры значительных областей неба не проводились на частотах выше 5 ГГц, тем не менее для большого числа ярких источников есть высокочастотные измерения потоков, выполненные по программам исследований квазаров, объектов BL Lac, GPS источников и источников с плоскими спектрами. Большинство этих данных уже были собраны в радиоастрономической базе данных CATS.љ Мы отобрали около 1500 источников с измеренным или экстраполированным потоком больше 400 мЯн на 22 ГГц. В этот список (BS400) вошли все источники WMAP каталога, а также значительное число источников с оценкой потока выше 1 Ян.љ Дифференциальная кривая logN-logS для этой выборки очень хорошо соответствует предсказаниям расчетов (например, Toffolatti et al., 1998).љ Недавно мы провели исследования двух новых выборок, полученных в результате переобработки карт WMAP-обзора (Gongalez-Nuevo et al., 2005; Nie et al., 2006)љ и более 50%љ этих источников попали в наш список BS400.
В 2008 г. на РАТАН-600 мы предполагаем выполнить специальный цикл наблюдений источников из данной выборки c наиболее "проблематичными" спектрами. После начала обзора на запускаемом в 2008 г. спутнике PLANCK выборка BS400 может стать предметом специальныхљ радионаблюдений ввиду уникальной возможности построения радиоспектров ярких и активных источников в диапазоне от 1 до 857 ГГц.

 

О ФОНОВЫХ ИЗЛУЧЕНИЯХ НЕБА В САНТИМЕТРОВОМ ДИАПАЗОНЕ ВОЛН

Семенова Т.А.(1), Парийский Ю.Н.(1)

1 Специальная астрофизическая обсерватория РАН

РАТАН-600 ? крупнейший рефлектор, работающий, как правило, в режиме транзитного инструмента. Это накладывает особенности на структуру шумов на выходе радиотелескопа.
Атмосферный шумљ является доминирующим на масштабах более 10-100 секунд времени, но наљ суточныхљ и годичных масштабах начинает доминировать простые погодные факторы, включая не только поглощение (излучение) в атмосфере, но и вариации температуры Земли. В работе представлены некоторые оценки атмосферного шума.
Шум в дальней зоне проходит через антенный фильтр. Это относится и к дискретным источникам, проходящим через неподвижную диаграмму РАТАН-600, в соответствии с классической теорией антенного сглаживания, и ко всем видам фонового излучения Вселенной, включая фон неразрешенных радиоисточников.
Все результаты представленные в данной работе выполнены в рамках программы ?Космологический Ген Вселенной?, которыйљ был начат в 1998г .
Неопределенность в фонах обусловлена:

  1. Необходимостью экстраполяции данных на частоты и масштабы интересные для СМВ экспериментов (по частоте- в 100 раз, по масштабам- в 30 раз). Для синхротронного излучения Галактики дополнительная проблема связана с зависимостью карт от Фарадей-эффекта.
  2. Полной неопределенностью с ролью трудно предсказуемого шума фоновых радиоисточников в неисследованном диапазоне волн (между IRAS и GB, NVSS).
  3. Неясной ролью макромолекул (фуллеренов) в радиодиапазоне.
  4. Неточностью в оценке ff- излучения по H-Alphaљ картам неба (пыль, температура, геокорона).

Получены новые данные по синхротронному излучению, фоновым радиоисточникам и пылевой компоненте (макромолекулы) фонового излучения на радиотелескопе РАТАН-600. По данным РАТАН-6000 значительно увеличено окно синхротронного излучения, где оно не мешает наблюдениям реликтового излучения.
Также была проведена оценка вклада макромолекул в изучение СМВ излучения. По нашим оценкам процент поляризации очень мал и не вносит большой вклад. Эти данные сравнены с современными работами ведущих групп в данной области.
По нашим оценкам все эти виды излучений значительно меньше ?пессимистического? варианта Тегмарка, по крайней мере, в низкочастотном диапазоне ПЛАНКА и на малых угловых масштабах (больших l).
Но все же остаются некоторые проблемы: для синхротрона -љ переход от спектра мощности к картам Тв, переход к векторным частотно-зависимым картам (I,U,Q). Накопление данных по самым мелким масштабам и по поляризации Сахаровских Осцилляций. Ожидается, что 3 года наблюдений достаточно для уверенного результата к концу миссии ПЛАНКА. Кроме этого, появляютсяљ гипотезы о существовании новых видов мешающего излучения, которые требуют отдельных исследований, разделяя их по спектральным свойствам, по структурным особенностям и по поляризации.

 

 

О СПЕКТРАХ СЛАБЫХ РАДИОИСТОЧНИКОВ

Бурсов Н.Н.(1), Хабибуллина М.Л.(1)

 1 Специальная астрофизическая обсерватория РАН, п. Нижний Архыз

Уникальные возможности РАТАН-600, связанные с многочастотностью приемно-измерительного комплекса, позволяют получить мгновенные спектры объектов за одно наблюдение, либо за цикл при исследовании относительно слабых радиоисточников.В последние годы изучаетсяљ влияние различных популяций радиоисточников на фоновое излучение ранней Вселенной. Поэтому особую актуальность представляет получение новых данных об объектах сантиметрового неба и их спектральных свойствах. РАТАН-600 - один из немногих инструментов, позволяющих продвинуться в решении этой проблемы. В глубоком обзоре следующего поколения, проводимого на РАТАН-600 вблизи местного зенита (обзор ЗЕНИТ), по оценкам [1] уже достигнут предел по чувствительности на волне 7.6 см.В полосе проведения обзоров: 0h<RA<24h, 40.5<Dec<42.5, попадает более 32000 источников NVSS-каталога и 20000 источников FIRST-каталога. Оба каталога получены на VLA на волне 21 см, с размерами диаграмм 45" и 5", соответственно, что меньше размера диаграммы на РАТАН-600 (~1 угл. мин.). На первом этапе были исследованы источники этих каталогов и их спектральные свойства с использованием опубликованных данных других каталогов [2]. В результате, построено около 10000 спектров и проведена их общая классификацияљ по типам спектров.Следующим этапом был RZF-каталог с 478 источниками [3], полученный в центральной полосе обзоров на волне 7.6 см. Позже, с применением методов восстановления источников к центральному сечению диаграммы телескопа, удалось существенно увеличить эффективную полосу наблюдений до +/- 6 угл. минут и получить каталог из ~1500 источников.Для всех источников построены спектры и проведены спектральные исследования. Также были проведены отождествления с объектамиљ NVSS каталога.Были также проведены статистические исследованияљ источников NVSS-каталогаљ в полосе обзоров ЗЕНИТ. B работе исследовались статистические оценки спектра ?среднего? NVSS источника в зависимости от плотности потока. ?Среднему? NVSS-источнику, определенному в интервалах потоков 2-4, 4-6, 6-8, 8-10, 10-13, 13-17, 17-24, 24-35, 35-60, 60-110, 110-220, 220-400 мЯн, сопоставлялся ?средний? источник из обзора ЗЕНИТ, выявленный по координатам соответствующих источников NVSS-каталога. При этом глубина накопления зависела отљ произведения числа источников в данном интервале потоков на число записей наблюдений и могла достигать несколько миллионов осредняемых записей. Преимущество используемого метода - практически полная свобода от эффекта ?насыщения? (шумом неразрешенных источников)љ при достаточно большом числе осредняемых объектов. Недостаток метода - получены сведенияљ только о среднем спектральном индексе NVSS объектов в осредняемой группе радиоисточников. Однако, эта информация важна для спектральной оценки љдоминирующей популяции. Теория предсказывает [4], что распределение среднего спектрального индекса позволяет получить оценки вклада тех или иных популяций объектов. Полученные оценки в данной работе представляют несомненный интерес, так как позволяют получить новую информациюљ об объектах, недоступных в обычных наблюдениях. Чепурнов А. Кандидатская диссертация, САО РАН 1997Verkhodanov O.V., Trushkin S.A., Andernach H., Chernenkov V.N. ASP Conference Series, 1997. Vol. 125, P.322-325Бурсов Н.Н., Парийский Ю.Н. и др., АЖ 2007, т.84, 2, с.1-18

 

 

ГЛУБОКИЕ ОБЗОРЫ НЕБА И СМВ

Бурсов Н.Н.(1) 

1 Специальная астрофизическая обсерватория РАН, п. Нижний Аохыз

Глубокие обзоры неба проводятсяљ на РАТАН-600 по программе ?Космологический Ген? ? проект по исследованию с предельной точностью и разрешением анизотропии реликтового фона Вселенной на крупнейшем радиотелескопе рефлекторного типа РАТАН-600. Глубокие обзоры ? обзоры предельной чувствительности, в которых остаточный шум определяется либо шумом фоновых радиоисточников, либо шумом эпохи рекомбинации (?Сахаровскими осцилляциями?) и многочисленными вторичными эффектами включая эффект Сюняева-Зельдовича на более мелких масштабах, а также шумом Галактики.Первый глубокий обзор, проводимый на радиотелескопе РАТАН-600 с начала 80-х, получил название эксперимент ХОЛОД [1]. Его цельюљ было исследование предельных возможностей РАТАН-600 при минимальных в то время шумах системы радиотелескоп ? радиометр. В эксперименте был использован лучший по флуктуационной чувствительности радиометр на основе параметрического усилителя с замкнутом циклом гелиевого охлаждения, приняты меры к ?охлаждению? самого радиотелескопа. Это позволило достигнуть чувствительности, близкой к максимально возможной для радиотелескопа. Этот предел оказался около одного миллиянского по плотности потока и определялся слабыми фоновыми радиоисточниками.Требования к полю зрения обзоров дляљ получения статистически значимых данных зависит от функцииљ радиосветимости объектов, подлежащих исследованию. При исследованииљ объектов малой радиосветимости с большой пространственной плотностью ? достаточны малые поля. Для очень редких объектов высокой радиосветимости необходимы значительно большие поля. Чувствительность РАТАН-600 позволяет видеть эту популяцию почти на любых z, приљ поле зрения телескопа в сотни раз больше, чем в глубоких обзорах на VLA. Уточнение роли фоновых излучений всех видов, определяющих предельные возможности РАТАН-600 в сантиметровом диапазоне длин волн - одна из актуальных задач, от решения которой зависит стратегия использования радиотелескопа в ближайшие годы.РАТАН-600 ? радиотелескоп, позволяющий благодаря большим размерам иљ многочастотности значительно снизить роль љвариаций излучения атмосферы на точность измерений реликтового фона. Точность, по крайней мере, на достаточно больших значениях l (на малых масштабах) ограниченна только чувствительностью радиометрического комплекса. Включение в наблюдения новых сверхмалошумящих матричных радиометров на основе HEMT-технологии решает эту проблему. Упрощает задачу и большое поле зрения радиотелескопа свободное от аберраций на больших высотах наблюдений.Следующим глубоким обзором неба на РАТАН-600 стал RZF-обзор (RATAN Zenith Field) вблизи местного зенита на высоте яркого источника 3С84, со склонением 41.5 град. Наблюдения проводятсяљ с конца 1998 г. по настоящее время. Всего проведено 14 отдельных, как правило, 2-3-х месячных, циклов наблюдений на многочастотном комплексе ? облучателе ?1 с радиометрами сплошного спектра. Наблюдения проводились на широкополосных радиометрах ?МАРС? на волне 1 см; на волнах сантиметрового диапазона: 1.38, 2.7, 3.9, 6.25, 7.6 см и дециметрового диапазона: 13 см (широкополосный, 8 подканалов), 31 см ( 4 подканала), 49 см (8 подканалов).Все наблюдения проводились в режиме интенсивности, на волне 3.9 см с параметрами Стокса I, Q и U, на волне 1см и 6.25см ? с параметрами I, Q. За 10 лет обзоров накоплено более 30 ГБт информации, заключенной в 300000 записях одночастотных наблюдений часовой длины. До 2002 г. круглосуточные наблюдения проводились на высоте источника 3С84, после - в режиме сечений неба через 12 угл. минут по склонению. C 2006 г. наблюдения проводятся методом сечений через 6 угл. минут. Таким образом, обзорыљ образует 2-х градусную полосу неба размером более 500 кв. град. и с накоплением данных по 17 сечениям.В настоящее время проведена первичная редукция данных: фильтрация испорченных наблюдений, чистка сильных помех, коррекция параметров и перевод на стандартную эпоху наблюдений. Для удобства пользования данные сведены в одночастотные файлы и образуют локальный архив наблюдений. Также были разработаны алгоритмы и программное обеспечение для потоковой (массовой) обработки многочастотных данных. С учетом реальной диаграммы направленности РАТАН-600 проведено моделированиељ обзоров с использованием источников NVSS-каталога. Это позволило с одной стороны сделать более точную привязку к небу, а с другой разработать методику для снижения уровня шума фоновых источников. Знание диаграммыљ позволило восстановитьљ источники, проходящие вдали от электрической оси радиотелескопа к ее центральному сечению и таким образом повысить эффективную полосу наблюдений в режиме обзоров. В сантиметровом диапазоне волн реализована чувствительность, близкая к чувствительности дециметровых каталогов NVSS и FIRST, а поверхностная плотность объектовљ сравнима с наблюдаемой в этих каталогах. В результате накопления данных выявлены радиообъекты, сведенныељ в каталог радиоисточников, для большинства которыхљ проведены спектральные исследования.Высокая чувствительность по яркостной температуре неба важнаљ для поиска анизотропии микроволнового фона Вселенной. Она уже позволила сделать оценки синхротронного излучения нашей Галактики на разных частотах и уточнить ее ?окно прозрачности?, получить оценки излучения макромолекул и пыли.Продолжающееся предельно глубокое накопление данных позволяет ставить задачи по поиску поляризации реликтового излучения, уточнению роли популяции объектов, не попавших в массовые каталоги, проводить поиск первичных структур и ставить другие задачи по изучению Вселенной.1.Парийский Ю.Н., Корольков Д.В. Итоги науки и техники. Астрономия. М.: 1983. Т. 31. С. 73.

 

ДИАГРАММА НАПРАВЛЕННОСТИ РАТАН-600,
љМОДЕЛИРОВАНИЕ RZF-ОБЗОРА И ПРОБЛЕМЫ СМВ

Майорова Е.К.(1), Бурсов Н.Н.(1), Трушкин С.А.(1)

1 Специальная астрофизическая обсерватория РАН, п. Нижний Архыз

Исследованияљ анизотропии микроволнового фона на РАТАН-600,љ так называемых сахаровских осцилляций реликтового фона, потребовало более детального исследования ДН радиотелескопа далеко вне ее оси.љ Необходимость вљ подробном изучении ДН РАТАН-600 связана с ее сложнойљ структурой иљ с тем, что форма диаграммы существеннољ зависит от высоты наблюдаемого источника.љ При наблюдениях сљ одним сектором радиотелескопа мощностная ДНљ меняется от ?ножевой? (при наблюденияхљ на горизонте) до практически ?карандашной? -љ при наблюденияхљ вблизи местного Зенита.љ
Учет дифракционных эффектов в пространстве между вторичным и главным зеркалами, а также более корректный учет вертикального размера щита позволили уточнить форму ДН радиотелескопа РАТАН-600 как в интенсивности, так и в поляризации.љљ Оказалось, чтољ мощностные ДН, рассчитанные с учетом дифракционных эффектов, имеютљ меньшуюљ протяженность в вертикальной плоскости, чем рассчитанные в приближении геометрической оптики [1, 2],љ и лучше согласуются с экспериментальными данными.љ Уменьшение телесного угла ДН оказалось тем значительнее, чем меньше высота источника и чем длиннее волна. Отсюда следует, что на длинных волнах влияние путаницы (confusion) будет гораздо слабее, чем предполагалось ранее. Сделаны оценки паразитной поляризации антенны,љ возникающие при больших поперечных выносах первичных облучателей из фокуса. Показано, что доля линейной паразитной поляризации на волне 1 см при исследованиях флуктуаций реликтового фона на РАТАН-600љ не превысит 1% приљ выносах первичных облучателей вплоть до 1.5 м, если асимметрия ДН рупоров не превышает 10%.
Проведены исследования экспериментальной ДН с помощью наблюдений ярких точечных источников в широком диапазоне длин волнљ (1.4 - 49 см) и высот источниковљ (10 - 90 градусов)љ в большом телесном угле. ДН измерена до уровней 0.5-2% от максимума в центральном сечении. Сравнение расчетных и экспериментальных ДН в различных горизонтальных сечениях показало, что при хорошем состоянии антенны совпадение экспериментальных и расчетных кривых достигается 1-3%. Проведенные измерения ДН позволили проверить точность счета ДН и выявитьљ важные эффекты, которые влияют на поведение ДН и ее стабильность вољ времени. Эти эффекты связаны с точностью установки отражающих элементовљ главного зеркала и могут быть учтены в расчетах при надежной диагностике состояния антенны радиотелескопа.
Предложен метод контроля ДН в процессе проведения глубоких обзоров на РАТАН-600. Этот метод основан наљ построенииљљ экспериментальных ДН по выборке источников NVSS-каталога, которые наблюдались в процессе проведения RZF-обзора [3].
По данным наблюдений источников в 9 полосах обзора на волне 7.6 см построены вертикальные ДН радиотелескопа при достаточно больших выносах от центрального горизонтального сечения ДН. Получены оценки стабильности диаграммыљ в ее центральной части в период проведения RZF-обзора (1998 г. - 2003 г.),љ а также оценки точности измерения плотностей потоков источников обзора,љ которые вошли в RZF-каталог.
Расчетные ДН были использованы для моделировании RZF-обзора на РАТАН-600.љљљ Моделирование обзора проводилось на волне 7.6 см двумя способами: с помощью NVSS-каталога и с помощьюљ NVSS-изображений. В первом случае модельные сканы получены путем моделирования прохождений источников через различные горизонтальные сечения ДН в соответствии с их координатами, приведенными в NVSS-каталоге.љ Во втором случаељ для моделированияљ использовались изображения неба, полученные в NVSS-обзоре на частоте 1.4 Ггц [4].љ NVSS-изображения сворачивались с двумерной расчетной ДН РАТАН-600.
С помощью NVSS-изображений получены 24-ти часовые модельныељљ сканы прохождения неба на всех длинах волн RZF-обзора. На волне 7.6 см проведено исследование влияния размеров площадок изображений на результаты моделирования. Проведенно сравнение модельных сканов, полученых разными методами, с реальными осредненными записями RZF-обзора. Коэффициент корреляции модельных и реальных сканов составил 0.90-0.95%. Получены оценки точности определения плотностей потоковљ источников на модельных сканах.љ C использованием модельных сканов осуществлена процедураљ чистки реальных записей RZF-обзора. На волне 7.6 см среднеквадратичная ошибкаљ остаточного шумаљ после чистки составила около 1 мЯн, что на порядок меньшељ величиныљ среднеквадратичной ошибкиљ реальной записи.

  1. Есепкина Н.А., Васильев Б.А., Водоватов И.А. и др.,љ Астрофиз.исслед. (Изв. САО), (1979), 11, 197.
  2. Есепкина Н.А., Бахвалов Н.С., Васильев Б.А. и др.,љ Астрофиз.исслед. (Изв. САО), (1982), 15, 151.
  3. Бурсов Н.Н, Парийский Ю.Н., Maйорова љЕ.К. и др.,љљ Астрономический журнал, (2007),љ 84, N3, 227.
  4. Condon J.J., Cotton W.D., Greisen E.W. et al.,љ Astronomical Journal,љ (1998), 115, 1693.љ

 

МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ СМВ

О.В. Верходанов(1)

1 Специальная астрофизическая обсерватория РАН, п. Нижний Архыз

Рассматриваются современные подходы в анализе данных CMB на полной сфере. Обсуждается технологическая цепочка получения конечного результата из временных рядов. Приводится описание основных шагов при обработке данных, связанных с пикселизацией, ортогональным разложением карт распределения излучений на мультиполи на полной сфере, гармоническим и фазовым анализом, статистическим анализом сигнала в карте и гармоник, а также построением спектра мощности сигнала и его анализа. В частности, рассматриваются основные схемы пикселизации (Иглу, Икосаэдр, HEALPix и GLESP) и реализованные в них процедуры анализа данных. Отдельно рассмотрен авторский пакет GLESP (Doroskevich et al. (2005), astro-ph/0305537; Verkhodanov et al., 2005), в основе которого лежит схема вычисления интегралов в коэффициентах сферических гармоник методом гауссовых квадратур в нулях полиномов Лежандра, позволяющая получать строгое ортогональное разложение карты на сферические гармоники. Пакет программ GLESP создан в соответствии с базовыми принципами построения гибкой системы обработки данных FADPS для первого облучателя РАТАН-600. В частности, пакет позволяет конструировать свои методы анализа одномерных данных и моделировать в рамках стандартных космологических теорий наблюдательный эксперимент в различных диапазонах мультиполей.
Работа частично поддержана грантом РФФИ No 05-07-90139.

 

 

О ВОЗМОЖНОСТИ РАСШИРЕНИЯ ПОЛЯ ЗРЕНИЯ РАТАН-600 В ОБЗОРНЫХ ЗАДАЧАХ

С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТРЕТИЧНОГО ЗЕРКАЛА
љ
љВ.Б.Хайкин(1)

1Санкт-Петербургский филиал САО РАН, г. Санкт-Петербург

В [1] предложен способ значительного (на 2-3 порядка) расширения поля зрения антенной системы ?Юг+Плоский?љ РАТАН-600 по часовому углу с искривленным перископом и неподвижным главным зеркалом в форме квази-кругового цилиндра (Радио Шмидт-телескоп) однако коротковолновые наблюдения в этом режимељ неэффективны. В существующей схеме облучения РАТАН-600 выполняетсяљ короткофокусная однозеркальная фокусировка лучей раздельно в двухљ плоскостях с f/D=0.4-0.43.љ Для реализации длиннофокусной фокусирующей системы с низким уровнем аберраций типа Кома, кривизна поля и астигматизм предлагается к вторичному зеркалу РАТАН-600 добавить небольшоељ зафокальное третичное зеркало (Грегори), что позволит расширить поле зрения антенной системы ?Юг+Плоский?љљ на 1-2 порядка сразу в двух основных плоскостях.љ Третичное зеркало должно иметь форму несимметричного эллипса в одной и симметричного эллипса в другой плоскостиљ с близким эксцентриситетом. Предложенный способ наиболее эффективен в коротковолновом диапазоне длин волн РАТАН-600 10 мм -7 мм,љ где применима лучевая оптика. В докладе представленыљ параметры и характеристики предложенной схемы. Оптимальный диаметр третичного зеркала составляет 0.5 м,љ оптимальное увеличение двухзеркальной системы M=2.5-3, достижимоељ поле зрения по склонениюљљ FOV=1?-2? .
В фокальной плоскости третичного зеркала двойной кривизны предлагаетсяљ разместить широкополосную (25%-30%) многолучевую фокальную решетку (МФР)љ 8 ммљ диапазона с числом пикселов 20x20 или 20x20x2 (X/Y). Применениељ гетероструктурных (InAs/AlSb/GaAlSb) квантово-тунельных детекторных диодовљ позволит уменьшить коэффициент усиления (КУ), снизить фликкер-шум, упростить радиометрическую схему, уменьшить стоимость и повысить надежностьљ приемных модулей МФР [2].љ Чувствительность (отклик) новых детекторов в ММ диапазоне ?V=5000 V/Wtљ и их эквивалентная шумовая мощностьљ NEP=0.5-1 Wt/rtHz позволяют снизить КУ приемных модулей МФР до 25-30 дБ с сохранением флуктуационной чувствительностиљ в режиме ?полной мощности? на уровне 4 мК c^1/2. В качестве входного усилителя в прототипељ приемного модуля МФР [2] применен широкополосныйљ МШУ чип Fujitsuљ c шумовой температурой 180-190 К. В качестве облучателя МФР разработан компактный широкополосный рупор с диэлектрическим стержнем иљ полным углом облучения третичного зеркалаљ 40?-45? по уровню -10 дБ [3].љ
Предложенный способ наблюдений наиболее эффективен для выполнения широкоугольных глубоких обзоров на РАТАН-600 с многопиксельным усреднением по часовому углу, включая обзоры по задачам CMBA,љ а такжељ для задач быстрогољ картографированияљ переменных и пекулярных объектов (Солнце).

  1. E.K.Майорова, В.Б.Хайкин. Радиотелескоп РАТАН-600 как двухзеркальная апланатическая система. Известия ВУЗов.Радиофизика, том XLII, N3,2000, cc.185-196.
  2. V.B.Khaikin, V.N.Radzikhovsky, S.E.Kuzmin, S.Shlenzin and J. Schulman. In Conference Proceedings of 4th ESA Workshop on MMW Technology and Application, TSMMW2006 and MINT-MIS2006, Espoo, Finland, February 2006.
  3. Khaikin, V. B.; Radzikhovsky, V. N.; Kuzmin, S. E.; Shlenzin, S. V.; Popenko, N.; Chernobrovkin, R., and Granet, C. In Proceed. of 29th ESA Antenna Workshop on Multiple Beam and Reconfigurable Antennas; Noordwijk, The Netherlands.  2007.

 

 

ПРОБЛЕМЫ ПОМЕХОЗАЩИТЫ РАБОЧИХ ДИАПАЗОНОВ РАТАН-600

Цыбулев П.Г.(1), Берлин А.Б.(2), Нижельский Н.А.(1), Мингалиев М.Г.(1),
Кратов Д.В.(1), Удовицкий Р.Ю.(1)

1Специальная астрофизическая обсерватория РАН, п. Нижний Архыз
2Санкт-Петербургский филиал САО РАН, г. Санкт-Петербург

С момента первого наблюдения на РАТАН-600 по сегодняшний день помеховая обстановка на радиотелескопе РАТАН-600 непрерывно ухудшается. Это относится практически ко всем рабочим диапазонам РАТАН-600љ -љ от коротких сантиметров до дециметров. Так, если в середине 70-х годов основным источником природных помех являлись грозовые разряды, а из помех техногенного происхождения преобладающими основными были помехи от автотранспорта и радиолокационных станций ? то к началу нового тысячелетия ситуация кардинально изменилась. Количество источников помех техногенного происхождения многократно увеличилось. К ним относятся помехи от многочисленных геостационарных искусственных спутников Земли, помехи от стационарных средств связи (телерадиовещание, связь, беспроводный интернет) и мобильных радиотехнических устройств (сотовые телефоны, локаторы измерения скорости автотранспорта и др.).
При таком ухудшении электромагнитной обстановки проведение радиоастрономических наблюдений с высокой чувствительностью требует принятия специальных мер по защите рабочих диапазонов радиотелескопа. В данном докладе представлены в основном инженерно-технические методы, внедренные в практику на РАТАН-600 и применяемые по сегодняшний день. Так, если ранее, при более спокойной электромагнитной обстановке было достаточно применение пассивных методов помехозащиты, как, например, уход из зашумленных диапазонов частот,љ то к настоящему времениљ все большую актуальность приобретают методы активного помехоподавления. В этом направлении методики развивались от сравнительно простых аналоговых устройств пороговой обработки сигналов (подавление импульсных помех) до достаточно сложных устройств цифровой обработки сигналов (ЦОС) с чисткой информации от помех в масштабе реального времени. Претерпели изменения и схемы радиометров, отражая необходимость дополнительной фильтрации и разделения рабочего диапазона на более узкие частотные диапазоны (подканалы). Это дает возможность синтезировать такую полосу радиометра, в которой влияние помех минимально. Все схемные и программные методы в настоящее время объединены в решение, которое называется частотно-временное помехоподавление (ЧВП).
Эффективность борьбы с помехами зависит от оперативного знания электромагнитной обстановки и возможности ее мониторинга в месте расположения радиотелескопа. Представляемая в докладе новая система измерения помех успешно решает эту задачу.љ Вљ докладе также изложен принцип метода ЧВП и показана эффективность его применения в наблюдениях на РАТАН-600.
Следует отметить, что создание высокочувствительных радиометрических устройств требует значительного расширения принимаемой полосы частот каждого приемника по сравнению с ширинами полос, официально выделенных для радиоастрономии. Так, ширины полос радиометров континуума РАТАН-600 составляют 12-20 процентов от центральной частоты. Диапазоны такой большой ширины трудно и иногда даже невозможно защитить административными способами. Хотя ? отдельные примеры эффективной административной защиты радиоастрономических диапазонов существуют. Показательным является пример обсерватории Green Bank (США), где создана зона радиомолчания и жесткого контроля за чистотой радиоастрономических диапазонов.

 

 

АППАРАТУРА И МЕТОДИКА МНОГОЧАСТОТНЫХ НАБЛЮДЕНИЙ МИКРОВОЛНОВОГО ФОНА НА РАТАН-600

Берлин А.Б.(1), Нижельский Н.А.(2), Цыбулев П.Г.(2), Кратов Д.В.(2)

1 Санкт-Петербургский филиал САО РАН, г. Санкт-Петербург
2 Специальная астрофизическая обсерватория РАН, п. Нижний Архыз

љљљљљљљљљљљ Обсуждается радиометрическая аппаратура и методика многочастотных наблюденийљ по программам исследования реликтового фона на радиотелескопе РАТАН-600. В наблюдениях на вторичном зеркале ?1 круглосуточно задействованы 7 радиометровљ на волныљ от 1.4 до 48 см и трехканальная матричная радиометрическая система МАРС-2 на волну 1.0 см. Рабочие параметры комплекса приведены в таблице.

Волна
См

Центр. частота ГГц

Полоса
ГГц

Чувств
мК/c1/2

Тсист
К

 

Схема

 

Примечание

1.0

30.0

4.0

6

240

МОД

Матричная система ?МАРС-2?
3 канала

1.4

21.7

2.5

4.5

80

МОД

КРИО (15К)

2.7

11.2

љ 1.4

3

70

МОД

КРИО (15К)

3.8

7.9

0.6

5

62

МОД

КРИО (15К)
Помехи от РРЛ

6.3

4.8

0.8

2.2

38

РДШ

КРИО (15К)
љ2канала

13

2.4

0.4

12

95

РДШ

Помехи от компьютерных сетей
Система љпомехозащиты

30

1.0

0.04

30

105

РДШ

Помехи от GSM
Система помехозащиты

48

0.62

0.03

50*

125

РДШ

Помехи от ТВ
Система помехозащиты

МОД- схема с модулятором на входе, РДШ ? радиометр с добавлением шумов
*Синтезированная чувствительность из двух подканалов по 16 МГц

Особенность наблюденийљ в режиме обзоров неба ? часовые записи в течение многих суток. Это предъявляет повышенные требования к долговременной стабильности как самих рабочих параметров приемных устройств (флуктуаций усиления, шума, помехоустойчивости), так и всех узлов аппаратуры,љ эти параметры обеспечивающих (источники питания, термо- и криостатирование и др.).
На коротких волнах сантиметрового диапазона основной режим работы - љдвухлучевой прием (диаграммная модуляция), љв режиме обзоров неба иљ исследований фоновых излучений успешно применяется однолучевой режим работы с опорной нагрузкой (эквивалентом), криостатированной на уровне 20-25 К. На волнах длиннее 6 см љиспользуется однолучевая схема радиометра с добавлением шумов (РДШ).
Значительные усилия прилагаются в настоящее время для обеспечения работы радиометров в условиях усложняющейся электромагнитной обстановки. Этой теме посвящен отдельный доклад на этой конференции. Активно ведущиеся работы по созданию универсального сверхширокополосного входного устройства для дециметровых радиометров (первый этап темы ?Октава?) также направлены на решение этой проблемы.

 

 

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ МАТРИЧНЫХ РАДИОМЕТРОВ НА РАТАН-600

Берлин А.Б.(1), Нижельский Н.А.(2), Мингалиев М.Г.(2),љ Цыбулев П.Г.(2),
љКратов Д.В.(2),Удовицкий Р.Ю.(2), Смирнов В.В.(3), А.М.Пилипенко(4).

1 Санкт-Петербургский филиал САО РАН, г. Санкт-Петербург
2 Специальная астрофизическая обсерватория РАН, п. Нижний Архыз
3 НПО ?Феррит-Домен?, г. Санкт-Петербург
4 ОАО НПП ?Сатурн?, Киев, Украина

В докладе представлено современное положение дел с разработкой и использованием на РАТАН-600 МАтричных Радиометрических Систем (МАРС), создающихся для технического обеспечения космологических программ на радиотелескопе. К настоящему времени пройдено три этапа: от создания радиометрического модуля МАРС-1 к трехканальной системе МАРС-2 и 16-канальной системе МАРС-3, выполненной на новой элементной базе. Вместо гибридного входного малошумящегољљ усилителя (3 каскада PHEMT) применена готовая монолитная микросхема (ф. Fujitsu) с шумами (160 - 170 К) ниже, чем у гибридной схемы.
В выходных каскадахљ установлены монолиты класса "безусловно стабильные",љ с однополярнымљ питанием, меньшими шумами и значительно сниженным против использованных в ?МАРС-2?љ тепловыделением.љ
Система МАРС-3 состоит из 16 независимых радиометров (32 входных облучателя)
размещенных в линию с шагом 20 мм, каждая пара волноводов подключена на вход усилительного модуля через ППГ модулятор. Параметры каждого радиометра: центральная частота 30.0 ГГц, полоса приема 5 ГГц, шумовая температура системы 210-220 К, чувствительность около 5 мК при времени интегрирования 1 с.
Наблюдательные возможности системы:
- двухлучевой прием 16 независимыми радиометрами в режиме диаграммной модуляции;
- однолучевой прием с помощью опорного рупора ?зквивалента;
- возможность наблюдения 32 входами с уменьшением вдвое времени наблюдения каждого радиометра (синтезированный режим полной мощности);
- возможность поворота анализатора линейной поляризации на угол +\-45о, что позволяет измерять параметры Стокса I,Q,U.
Система МАРС-3 установлена в фокусе вторичного зеркала ?5 РАТАН-600, имеющего увеличенную безаберрационную зону. Измерены основные параметры системы и проведены пробные наблюдения радиоисточников 3С84 и DR21, показавшие эффективность однократного наблюдения точечных и протяженных источников приљ их прохождении черезљ неподвижную диаграмму направленности радиотелескопа.
Использованные нами модули с малым энерговыделением в принципе допускают охлаждение вплоть до криогенных температур. Однако быстрый прогресс шумовых и эксплуатационных параметровљ монолитных модульных микросхем позволяет надеяться на дальнейшее увеличение чувствительности таких систем без охлаждения.љ Новые технологии изготовления и относительная дешевизна по сравнению с ?классическими? радиометрическими устройства дают возможности тиражирования матричных систем до сотен и более.

1.A.B.Berlin, G.M.Timofeeva, N.A.Nizhelsky,A,V.Bogdantsov, O.M.Pylypenko, V.M.Chmil,Yu.N.Meshkov, A.N. Zdor. MARS (Matrix Radiometric System) Project. A&A Transactions, vol.19, 3-4, pp568-565 (2000).
2. Cosmological Gene Project: http:/www.sao.ru/hg/CG/CG.htm