Астрономический радиоисточник
Астрономический радиоисточник — это объект в космическом пространстве , излучающий сильные радиоволны . Радиоизлучение происходит из самых разных источников. Такие объекты относятся к числу наиболее экстремальных и энергичных физических процессов во Вселенной .
История
[ редактировать ]В 1932 году американский физик и радиоинженер обнаружил Карл Янский радиоволны , исходящие от неизвестного источника в центре галактики Млечный Путь . Янски изучал происхождение радиочастотных помех для Bell Laboratories . Он обнаружил «... устойчивое шипение неизвестного происхождения», которое, в конце концов, он пришел к выводу, имело внеземное происхождение. Это был первый случай обнаружения радиоволн из космоса. [1] Первый радиообзор неба был проведен Гроте Ребером и завершен в 1941 году. В 1970-х годах было обнаружено, что некоторые звезды Млечного Пути являются радиоизлучателями, одним из самых сильных из которых является уникальная двойная система MWC 349 . [2]
Источники: Солнечная система.
[ редактировать ]Солнце
[ редактировать ]Как ближайшая звезда, Солнце является самым ярким источником излучения на большинстве частот, вплоть до радиоспектра 300 МГц (длина волны 1 м). Когда Солнце тихо, галактический фоновый шум доминирует на более длинных волнах. Во время геомагнитных бурь Солнце будет доминировать даже на этих низких частотах. [3]
Юпитер
[ редактировать ]Колебания электронов, захваченных в магнитосфере Юпитера, производят сильные радиосигналы, особенно яркие в дециметровом диапазоне.
Магнитосфера Юпитера отвечает за интенсивные эпизоды радиоизлучения из полярных регионов планеты. Вулканическая активность на спутнике Юпитера Ио выбрасывает газ в магнитосферу Юпитера, создавая тор частиц вокруг планеты. Когда Ио движется через этот тор, в результате взаимодействия генерируются альфвеновские волны , которые переносят ионизированное вещество в полярные области Юпитера. В результате радиоволны генерируются с помощью циклотронного мазера , а энергия передается по конусообразной поверхности. Когда Земля пересекает этот конус, радиоизлучение Юпитера может превысить солнечное радиоизлучение. [4]
Ганимед
[ редактировать ]В 2021 году новостные агентства сообщили, что ученые с помощью «Юнона» космического корабля , который вращается вокруг Юпитера с 2016 года, обнаружили FM- радиосигнал от луны Ганимеда в месте, где линии магнитного поля планеты соединяются с линиями магнитного поля ее луны. Согласно сообщениям, они были вызваны нестабильностью циклотронного мазера и были похожи как на сигналы Wi-Fi , так и на радиоизлучение Юпитера. [5] [6] Исследование о радиоизлучении было опубликовано в сентябре 2020 года. [7] но не описал их как FM-характеристики или похожие на сигналы Wi-Fi. [ нужны разъяснения ]
Источники: Галактика
[ редактировать ]Галактический Центр
[ редактировать ]Центр Млечного Пути был первым обнаруженным радиоисточником. Он содержит ряд радиоисточников, в том числе Стрелец А , компактную область вокруг сверхмассивной черной дыры Стрелец А* , а также саму черную дыру. При вспышке аккреционный диск вокруг сверхмассивной черной дыры загорается, что можно обнаружить по радиоволнам.
В 2000-х годах были обнаружены три радиотранзиента в центре Галактики (GCRT): GCRT J1746–2757, GCRT J1745–3009 иGCRT J1742–3001. [8] Кроме того, четвертым GCRT может стать ASKAP J173608.2-321635, обнаруженный шесть раз в 2020 году. [9] [8]
- Область вокруг Галактического Центра
В 2021 году астрономы сообщили об обнаружении пекулярных с сильной круговой поляризацией прерывистых радиоволн вблизи Галактического центра, неопознанный источник которых может представлять собой новый класс астрономических объектов с GCRT, которые пока не «полностью объясняют наблюдения». [10] [11] [8]
Остатки сверхновых
[ редактировать ]Остатки сверхновых часто демонстрируют диффузное радиоизлучение. Примеры включают Кассиопею А , самый яркий внесолнечный радиоисточник на небе, и Крабовидную туманность .
Нейтронные звезды
[ редактировать ]Пульсары
[ редактировать ]Сверхновые иногда оставляют после себя плотные вращающиеся нейтронные звезды, называемые пульсарами . Они испускают струи заряженных частиц, излучающих синхротронное излучение в радиоспектре. Примеры включают Крабовый Пульсар , первый открытый пульсар. пульсары и квазары Радиоастрономы обнаружили (плотные центральные ядра очень далеких галактик). В 2003 году астрономы с помощью Паркс радиотелескопа обнаружили два пульсара, вращающихся вокруг друг друга, — первую известную подобную систему.
Вращающиеся источники радиопереходных процессов (RRAT)
[ редактировать ]Вращающиеся радиотранзиенты (RRAT) — это тип нейтронных звезд, открытый в 2006 году командой под руководством Мауры Маклафлин из обсерватории Джодрелл-Бэнк в Манчестерском университете в Великобритании. Считается, что RRAT производят радиоизлучения, которые очень трудно обнаружить из-за их временного характера. [12] Первые попытки позволили обнаружить радиоизлучение (иногда называемое вспышками RRAT ). [13] менее одной секунды в день, и, как и в случае с другими одиночными сигналами, необходимо проявлять большую осторожность, чтобы отличить их от наземных радиопомех. Таким образом, распределенные вычисления и алгоритм Astropulse могут способствовать дальнейшему обнаружению RRAT.
Области звездообразования
[ редактировать ]Короткие радиоволны излучаются сложными молекулами в плотных облаках газа , где звезды рождаются .
Спиральные галактики содержат облака нейтрального водорода и окиси углерода , излучающие радиоволны. Радиочастоты этих двух молекул были использованы для составления карты большей части галактики Млечный Путь. [14]
Источники: внегалактические
[ редактировать ]Радиогалактики
[ редактировать ]Многие галактики являются сильными радиоизлучателями и называются радиогалактиками . Некоторые из наиболее примечательных — Центавр А и Мессье 87 .
Квазары (сокращение от «квазизвездный радиоисточник») были одними из первых обнаруженных точечных радиоисточников. квазаров Чрезвычайное красное смещение привело нас к выводу, что это далекие активные ядра галактик, которые, как полагают, питаются черными дырами . Активные ядра галактик имеют струи заряженных частиц, излучающих синхротронное излучение . Одним из примеров является 3C 273 , оптически самый яркий квазар на небе.
Сливающиеся скопления галактик часто демонстрируют диффузное радиоизлучение. [15]
Космический микроволновый фон
[ редактировать ]Космический микроволновый фон представляет собой абсолютно черного тела фоновое излучение , оставшееся после Большого взрыва (быстрого расширения, произошедшего примерно 13,8 миллиардов лет назад). [16] это было начало Вселенной .
Внегалактические импульсы – быстрый радиовсплеск
[ редактировать ]Д. Р. Лоример и другие проанализировали архивные данные съемки и обнаружили 30- янский рассеянный всплеск длительностью менее 5 миллисекунд, расположенный в 3° от Малого Магелланова Облака . Они сообщили, что свойства взрыва свидетельствуют против физической связи с нашей Галактикой или Малым Магеллановым Облаком. В недавней статье они утверждают, что современные модели содержания свободных электронов во Вселенной предполагают, что всплеск происходит на расстоянии менее 1 гигапарсека . Тот факт, что за 90 часов дополнительных наблюдений не было замечено никаких дальнейших всплесков, означает, что это было единичное событие, такое как вспышка сверхновой или слияние (слияние) релятивистских объектов. [17] Предполагается, что сотни подобных событий могут происходить каждый день и в случае обнаружения могут служить космологическими зондами. Исследования радиопульсаров, такие как Astropulse-SETI@home, предлагают одну из немногих возможностей контролировать радионебо на предмет импульсивных всплесков событий длительностью в миллисекунды. [18] Из-за изолированности наблюдаемого явления природа источника остается спекулятивной. Возможные варианты включают столкновение черной дыры и нейтронной звезды , столкновение нейтронной звезды и нейтронной звезды, столкновение черной дыры и черной дыры или какое-то еще не рассмотренное явление.
В 2010 году появилось новое сообщение о 16 подобных импульсах телескопа Паркс, которые явно имели земное происхождение. [19] но в 2013 году были идентифицированы четыре источника импульсов, которые подтвердили вероятность существования настоящей внегалактической пульсирующей популяции. [20]
Эти импульсы известны как быстрые радиовсплески (FRB). Первый наблюдаемый всплеск стал известен как всплеск Лоримера . Блицары — одно из предлагаемых объяснений.
Источники: пока не наблюдалось
[ редактировать ]Первичные черные дыры
[ редактировать ]Согласно модели Большого взрыва, в первые несколько мгновений после Большого взрыва давление и температура были чрезвычайно велики. В этих условиях простые колебания плотности материи могли привести к появлению локальных областей, достаточно плотных, чтобы создать черные дыры. Хотя большинство областей высокой плотности будут быстро рассеяны в результате расширения Вселенной, первичная черная дыра будет стабильной и сохранится до настоящего времени.
Одной из целей Astropulse является обнаружение предполагаемых мини-черных дыр, которые могут испаряться из-за « излучения Хокинга ». Постулируются такие мини-черные дыры [21] были созданы во время Большого взрыва, в отличие от известных в настоящее время черных дыр. Мартин Рис предположил, что черная дыра, взрывающаяся под действием излучения Хокинга, может производить сигнал, который можно обнаружить по радио. Проект Astropulse надеется, что это испарение приведет к образованию радиоволн, которые сможет обнаружить Astropulse. Испарение не создаст радиоволны напрямую. Вместо этого он создал бы расширяющийся огненный шар из высокоэнергетических гамма-лучей и частиц. Этот огненный шар будет взаимодействовать с окружающим магнитным полем, выталкивая его и генерируя радиоволны. [22]
И
[ редактировать ]Предыдущие поиски в рамках различных проектов «поиска внеземного разума» (SETI), начиная с проекта «Озма» , искали внеземные коммуникации в форме узкополосных сигналов, аналогичных нашим собственным радиостанциям. Проект Astropulse утверждает, что, поскольку мы ничего не знаем о том, как инопланетяне могут общаться, это может быть несколько предвзятым подходом. Таким образом, Астропульс Обзор можно просмотреть [ кем? ] в дополнение к узкополосному исследованию SETI@home как побочный продукт поиска физических явлений. [ нужна ссылка ]
Другие неоткрытые явления
[ редактировать ]Объясняя свое открытие в 2005 году мощного взрывающегося радиоисточника, астроном NRL доктор Джозеф Лацио заявил: [23] «Удивительно, но, несмотря на то, что небо, как известно, полно переходных объектов, излучающих рентгеновские и гамма-лучи, очень мало было сделано для поиска радиовсплесков, которые часто легче производить астрономическим объектам». Использование алгоритмов когерентной дедисперсии и вычислительной мощности сети SETI может привести к открытию ранее не открытых явлений.
См. также
[ редактировать ]- Активное ядро галактики
- Астрометрия
- Электромагнитное излучение
- Радиоастрономия
- Астрофизический источник рентгеновского излучения
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Купелис, Тео; Карл Ф. Кун (2007). В поисках Вселенной (5-е изд.). Издательство Джонс и Бартлетт . п. 149. ИСБН 978-0-7637-4387-1 . Проверено 2 апреля 2008 г.
- ^ Брэс, ЛЛЕ (1974). «Радиоконтинуальные наблюдения звездных источников» . Симпозиум IAU № 60, Маручидор, Австралия, 3–7 сентября 1973 г. 60 : 377–381. Бибкод : 1974IAUS...60..377B . дои : 10.1017/s007418090002670x .
- ^ Майкл Стикс (2004). Солнце: введение . Спрингер. ISBN 978-3-540-20741-2 . Архивировано из оригинала 26 апреля 2021 г. Проверено 23 сентября 2016 г. раздел 1.5.4 Радиоспектр
- ^ «Радиобури на Юпитере» . НАСА . 20 февраля 2004 года. Архивировано из оригинала 16 мая 2017 года . Проверено 23 августа 2017 г. ( архивная версия )
- ^ «Сообщается, что НАСА обнаружило сигнал, исходящий от одного из спутников Юпитера» . Футуризм . Архивировано из оригинала 28 января 2021 года . Проверено 11 февраля 2021 г.
- ^ «Открытие в космосе: FM-радиосигнал, исходящий со спутника Юпитера Ганимеда» . ABC4 Юта . 9 января 2021 года. Архивировано из оригинала 11 февраля 2021 года . Проверено 11 февраля 2021 г.
- ^ Луи, СК; Луарн, П.; Аллегрини, Ф.; Курт, WS; Салай, младший (2020). «Декаметровое радиоизлучение, индуцированное Ганимедом: наблюдения и измерения на месте с помощью Юноны» . Письма о геофизических исследованиях . 47 (20): e2020GL090021. Бибкод : 2020GeoRL..4790021L . дои : 10.1029/2020GL090021 . ISSN 1944-8007 . S2CID 224963913 . Архивировано из оригинала 7 марта 2021 года . Проверено 27 февраля 2021 г.
- ^ Jump up to: а б с Ван, Зитенг; Каплан, Дэвид Л.; Мерфи, Тара; Ленц, Эмиль; Дай, Ши; Барр, Юэн; Доби, Дугал; Генслер, Б.М.; Хилд, Джордж; Люнг, Джеймс К.; О'Брайен, Эндрю; Пинтальди, Серджио; Причард, Джошуа; Ри, Нанда; Сивакофф, Грегори Р.; Степлеры, BW; Стюарт, Адам; Трему, Э.; Ван, Юаньмин; Вудт, Патрик А.; Зик, Эндрю (1 октября 2021 г.). «Открытие ASKAP J173608.2–321635 как высокополяризованного переходного точечного источника с помощью австралийского SKA Pathfinder» . Астрофизический журнал . 920 (1): 45. arXiv : 2109.00652 . Бибкод : 2021ApJ...920...45W . дои : 10.3847/1538-4357/ac2360 . ISSN 0004-637X . S2CID 237386202 .
- ^ Старр, Мишель (7 сентября 2021 г.). «Что-то загадочное возле центра Галактики излучает радиосигналы» . НаукаАлерт . Архивировано из оригинала 7 сентября 2021 года . Проверено 7 сентября 2021 г.
- ^ Хант, Кэти. «Странные радиоволны из самого сердца Млечного Пути ставят в тупик ученых» . CNN . Архивировано из оригинала 18 октября 2021 года . Проверено 18 октября 2021 г.
- ^ Ван, Зитенг; Каплан, Дэвид; Мерфи, Тара; Разговор,. «Мы обнаружили загадочный мигающий радиосигнал недалеко от центра галактики» . физ.орг . Архивировано из оригинала 18 октября 2021 года . Проверено 18 октября 2021 г.
- ^ Дэвид Бьелло (16 февраля 2006 г.). «Найден новый вид звезд» . Научный американец . Архивировано из оригинала 19 ноября 2007 г. Проверено 23 июня 2010 г.
- ^ Обсерватория Джодрелл-Бэнк. «RRAT вспышка» . Мир физики. Архивировано из оригинала 19 мая 2011 г. Проверено 23 июня 2010 г.
- ^ Гонсалес, Гильермо; Уэсли Ричардс (2004). Привилегированная планета . Издательство Регнери . п. 382. ИСБН 0-89526-065-4 . Архивировано из оригинала 27 апреля 2021 г. Проверено 2 апреля 2008 г.
- ^ "Заключение" . Архивировано из оригинала 28 января 2006 г. Проверено 29 марта 2006 г.
- ^ «Космические детективы» . Европейское космическое агентство (ЕКА). 2 апреля 2013 г. Архивировано из оригинала 11 февраля 2019 г. Проверено 26 апреля 2013 г.
- ^ Д. Р. Лоример; М. Бейлс; М. А. Маклафлин; DJ Наркевич; Ф. Кроуфорд (27 сентября 2007 г.). «Яркий миллисекундный радиовсплеск внегалактического происхождения». Наука . 318 (5851): 777–780. arXiv : 0709.4301 . Бибкод : 2007Sci...318..777L . дои : 10.1126/science.1147532 . ПМИД 17901298 . S2CID 15321890 .
- ^ Дункан Лоример (Университет Западной Вирджинии, США); Мэтью Бэйлз (Университет Суинберна); Маура Маклафлин (Университет Западной Вирджинии, США); Дэвид Наркевич (Университет Западной Вирджинии, США) и Фронфилд Кроуфорд (Колледж Франклина и Маршалла, США) (октябрь 2007 г.). «Яркий миллисекундный радиовсплеск внегалактического происхождения» . Национальный телескоп Австралии. Архивировано из оригинала 16 ноября 2020 г. Проверено 23 июня 2010 г.
- ^ Сара Берк-Сполаор; Мэтью Бэйлз; Рональд Экерс; Жан-Пьер Маккар; Фронфилд Кроуфорд III (2010). «Радиовсплески с внегалактическими спектральными характеристиками указывают на земное происхождение». Астрофизический журнал . 727 (1): 18. arXiv : 1009.5392 . Бибкод : 2011ApJ...727...18B . дои : 10.1088/0004-637X/727/1/18 . S2CID 35469082 .
- ^ Д. Торнтон; Б. Степлеры; М. Бейлс; Б. Барсделл; С. Бейтс; НДР Бхат; М. Бургай; С. Берк-Сполаор; DJ Чемпион; П. Костер; Н. Д'Амико; А. Джеймсон; С. Джонстон; М. Кейт; М. Крамер; Л. Левин; С. Милия; С. Нг; А. Поссенти; В. ван Стратен (5 июля 2013 г.). «Популяция быстрых радиовсплесков на космологических расстояниях» . Наука . 341 (6141): 53–6. arXiv : 1307.1628 . Бибкод : 2013Sci...341...53T . дои : 10.1126/science.1236789 . hdl : 1959.3/353229 . ПМИД 23828936 . S2CID 206548502 . Архивировано из оригинала 7 июля 2013 г. Проверено 5 июля 2013 г.
- ^ «Дело о мини-черных дырах» . ЦЕРН Курьер. 24 ноября 2004 г. Архивировано из оригинала 20 мая 2011 г. Проверено 23 июня 2010 г.
- ^ «Первичные черные дыры» . Архивировано из оригинала 6 ноября 2010 г. Проверено 23 июня 2010 г.
- ^ Андреа Джанопулос; Шеннон Уэллс; Мишель Ларч-Шоу; Дженис Шульц; Донна МакКинни (2 марта 2005 г.). «Астрономы обнаружили мощный взрывной источник радиоизлучения, указывающий на новый класс астрономических объектов» . Архивировано из оригинала 18 августа 2016 г. Проверено 23 июня 2010 г.