Космический шум

Космический шум , также известный как галактический радиошум , представляет собой физическое явление, происходящее за пределами атмосферы Земли . На самом деле это не звук, и его можно обнаружить с помощью радиоприемника , который представляет собой электронное устройство, которое принимает радиоволны и преобразует передаваемую ими информацию в звуковую форму. Его характеристики сравнимы с характеристиками теплового шума . Космический шум возникает на частотах выше примерно 15 МГц , когда узконаправленные антенны направлены на Солнце или другие области неба, например, центр Галактики Млечный Путь . Небесные объекты, такие как квазары , сверхплотные объекты, находящиеся далеко от Земли, излучают электромагнитные волны во всем их спектре, включая радиоволны. Падение метеорита можно услышать и через радиоприемник; падающий объект сгорает от трения с атмосферой Земли, ионизируя окружающие газы и создавая радиоволны . Космическое микроволновое фоновое излучение (CMBR) из космоса также является формой космического шума. CMBR считается пережитком Большой взрыв и пронизывает пространство практически равномерно по всей небесной сфере . Полоса пропускания CMBR широкая, хотя пик приходится на микроволновый диапазон.

История

Карл Янский , американский физик и радиоинженер, впервые обнаружил радиоволны Млечного Пути в августе 1931 года. В Bell Telephone Laboratories в 1932 году Янский построил антенну , предназначенную для приема радиоволн на частоте 20,5 МГц , что соответствует длине волны около 14,6 метра.

После записи сигналов с помощью этой антенны в течение нескольких месяцев Янский разделил их на три типа: ближайшие грозы, далекие грозы и слабое устойчивое шипение неизвестного происхождения. Он обнаружил, что место максимальной интенсивности поднималось и опускалось один раз в день, что заставило его поверить в то, что он обнаруживает излучение Солнца .

Прошло несколько месяцев после этого сигнала, предположительно исходившего от Солнца, и Янский обнаружил, что самая яркая точка отодвинулась от Солнца, и заключил, что цикл повторяется каждые 23 часа 56 минут. После этого открытия Янский пришел к выводу, что излучение исходило от Млечного Пути и было самым сильным в направлении центра галактики .

Работа Янского помогла различить радионебо и оптическое небо. Оптическое небо — это то, что видит человеческий глаз, тогда как радионебо состоит из дневных метеоров, солнечных вспышек, квазаров и гравитационных волн.

Позже в 1963 году американский физик и радиоастроном Арно Аллан Пензиас (родился 26 апреля 1933 года) обнаружил космическое микроволновое фоновое излучение . Открытие Пензиасом космического микроволнового фонового излучения помогло создать Большого взрыва в космологии теорию . Пензиас и его партнер Роберт Вудро Вильсон вместе работали над сверхчувствительными криогенными микроволновыми приемниками, первоначально предназначенными для радиоастрономических наблюдений. В 1964 году, создав свою самую чувствительную антенно-приемниковую систему, рупорную антенну Холмдела , они обнаружили радиошум, который не могли объяснить. После дальнейшего расследования Пензиас связался с Робертом Дике , который предположил, что это могло быть фоновое излучение, предсказанное космологическими теориями, радиоостаток Большого взрыва . Пензиас и Вильсон получили Нобелевскую премию по физике в 1978 году.

работа НАСА

Абсолютный радиометр для космологии, астрофизики и диффузного излучения (ARCADE) — это устройство, предназначенное для наблюдения за выходом из « космических темных веков », когда первые звезды зажигаются в результате ядерного синтеза и Вселенная начинает напоминать свою нынешнюю форму. ^[1]

ARCADE состоит из семи прецизионных радиометров, доставленных на высоту более 35 км (21 миль) с помощью научно-исследовательского воздушного шара . Устройство измеряет крошечный нагрев ранней Вселенной от первого поколения звезд и галактик, образовавшихся после Большого взрыва .

Источники космического шума

Космический шум относится к фоновому радиочастотному излучению от галактических источников , которое имеет постоянную интенсивность в периоды геомагнитного затишья. ^[2]

Солнечные вспышки

Космический шум можно проследить по солнечным вспышкам , которые представляют собой внезапные взрывные выбросы накопленной магнитной энергии в атмосфере Солнца, вызывающие внезапное просветление фотосферы . Солнечные вспышки могут длиться от нескольких минут до нескольких часов.

Во время солнечных вспышек частицы и электромагнитные излучения могут влиять на атмосферу Земли , изменяя уровень ионизации Земли в ионосфере . Повышенная ионизация приводит к поглощению космического радиошума при его прохождении через ионосферу.

Солнечный ветер

Солнечный ветер — это поток частиц, протонов и электронов вместе с ядрами более тяжелых элементов в меньшем количестве, которые ускоряются высокими температурами солнечной короны до скоростей, достаточно больших, чтобы позволить им покинуть гравитационное поле Солнца. ^[3]

Солнечный ветер вызывает внезапные всплески поглощения космического шума в ионосфере Земли. Эти всплески можно обнаружить только в том случае, если величина возмущения геомагнитного поля, вызванного ударной волной солнечного ветра, достаточно велика. ^[4]

См. также

Межгалактическое пространство – Пустота между небесными телами.
Межпланетное пространство - материал, который заполняет страницы Солнечной системы,
Межзвездная среда - Материя и излучение в пространстве между звездными системами галактики.
Радиоастрономия - раздел астрономии, изучающий небесные объекты на радиочастотах.

Ссылки

^ «АРКАДА – Абсолютный радиометр для космологии, астрофизики, диффузного излучения» . asd.gsfc.nasa.gov . Проверено 9 апреля 2021 г.
^ Огунмодиму, Олугбенга; Хонари, Фарида; Роджерс, Нил; Фалайи, Э.О.; Боладжи, ОС (01.06.2018). «Солнечная вспышка вызвала поглощение космического шума» . Журнал астрономии и геофизики NRIAG . 7 (1): 31–39. Бибкод : 2018JAsGe...7...31O . дои : 10.1016/j.nrjag.2018.03.002 . ISSN 2090-9977 .
^ «Солнечный ветер» . Британская энциклопедия . Проверено 9 апреля 2021 г.
^ Осепян А.; Кирквуд, С. (7 сентября 2004 г.). «Всплески поглощения космического радиошума, вызванные ударами солнечного ветра» (PDF) . Анналы геофизики . 22 (8): 2973–2987. Бибкод : 2004AnGeo..22.2973O . дои : 10.5194/angeo-22-2973-2004 . S2CID 55842333 . Архивировано (PDF) из оригинала 21 сентября 2020 г. Проверено 9 ноября 2022 г.

[1] «АРКАДА – Абсолютный радиометр для космологии, астрофизики, диффузного излучения» . asd.gsfc.nasa.gov . Проверено 9 апреля 2021 г.

[:2-2] Огунмодиму, Олугбенга; Хонари, Фарида; Роджерс, Нил; Фалайи, Э.О.; Боладжи, ОС (01.06.2018). «Солнечная вспышка вызвала поглощение космического шума» . Журнал астрономии и геофизики NRIAG . 7 (1): 31–39. Бибкод : 2018JAsGe...7...31O . дои : 10.1016/j.nrjag.2018.03.002 . ISSN 2090-9977 .

[3] «Солнечный ветер» . Британская энциклопедия . Проверено 9 апреля 2021 г.

[4] Осепян А.; Кирквуд, С. (7 сентября 2004 г.). «Всплески поглощения космического радиошума, вызванные ударами солнечного ветра» (PDF) . Анналы геофизики . 22 (8): 2973–2987. Бибкод : 2004AnGeo..22.2973O . дои : 10.5194/angeo-22-2973-2004 . S2CID 55842333 . Архивировано (PDF) из оригинала 21 сентября 2020 г. Проверено 9 ноября 2022 г.

[1]

[2]

[3]

[4]