Мерцаний метод

Рис. 1. Плазменные облака и межпланетном пространстве.

Рис. 2. Интенсивность сигнала от точечного космического радиоисточника в месте наблюдения. Принимаемый сигнал зависит от числа облаков плазмы на луче зрения и скорости их движения, а также от времени.

Рис. 3. Записи прохождения радиоисточников через диаграмму направленности радиотелескопа: а - мерцания сигнала от точечного источника, б - отсутствие мерцаний сигнала от протяжённого источника (плавное изменение сигнала связано с прохождением источника через диаграмму направленности антенны).

На рис. 3 показаны записи интенсивности излучения от радиоисточников разных угловых размеров. Наблюдается явление, известное для оптического излучения: звёзды (точечные источники) мерцают, а планеты (протяжённые источники), не говоря уже о Луне или Солнце, не мерцают. Т.о., зная зависимость изменения амплитуды мерцаний (меры мерцаний) от количества облаков на луче зрения (оно определяется расстоянием от Солнца), можно судить о размерах источника радиоизлучения.

Кроме солнечного ветра на луче зрения находятся межзвёздная среда и ионосфера Земли. Неоднородности этих сред также влияют на проходящее через них излучение радиоисточников. Но угловые размеры и скорости их движения отличаются от скоростей межпланетных облаков плазмы. Характерное время мерцаний по этой причине отличается в разных случаях и составляет примерно 1 с для межпланетной среды и около 30 минут для ионосферы и межзвёздной среды.

Т.о., неоднородности ионизованных сред явл. "инструментом" с высоким угловым разрешением, определяемым угловыми размерами "линз". Угловое разрешение в случае мерцаний на неоднородностях ионосферы достигает неск. угловых минут дуги, на межпланетных неоднородностях - долей секунды дуги и на межзвёздных достигает 10^-6 секунды дуги. Именно благодаря М. м. ещё на заре радиоастрономии были открыты дискретные источники космич. радиоизлучения (источники конечных угловых размеров). Изменение сигнала от радиоисточника Лебедь А было связано с мерцанием на неоднородностях ионосферы, размер источника оказался 0,5'. Методом мерцаний были измерены на метровых и дециметровых волнах угловые размеры многих космич. объектов, к-рые не превышали неск. сотых секунды дуги. Было установлено, что верхний предел угловых размеров пульсаров составляет ~ 10^-7 угловой секунды. Таково макс. угловое разрешение, достигнутое в астрономии.

Однако М. м., несмотря на высокое угловое разрешение, имеет ограниченные возможности. Ограничения связаны с узким диапазоном длин волн и, что более существенно, с возможностью определять лишь эффективные размеры источника, но не его структуру. На волнах сантиметрового, и тем более миллиметрового, диапазона данный метод не эффективен из-за прозрачности среды ("линзы" перестают работать). В то же время на этих волнах становится прозрачной плотная ионизованная атмосфера, окружающая ядра квазаров и радиогалактик. В результате структура этих областей, физ. процессы, протекающие в них, становятся доступными для исследований. Детальные измерения тонкой структуры ядер квазаров и радиогалактик, а также областей звездообразования проводятся радиоинтерферометрами со сверхдлинными базами с угловым разрешением, достигающим 10^-5 секунды дуги. М. м. получил широкое применение не только для определения угловых размеров радиоисточников, но и для исследования межзвёздной среды и солнечного ветра. Этим методом были определены размеры и скорости облаков ионизованного газа в межпланетной и межзвёздной средах.

(Л.И. Матвеенко)