za_neptunie (za_neptunie) wrote,
za_neptunie
za_neptunie

Всеволновая Вселенная



Источник

    В этом блоге неоднократно говорилось о том, что в настоящее время оптические обзоры (Паломарский обзор, PS1, Gaia, NOAO Data Lab) каталогизировали несколько миллиардов небесных тел (в основном звезд и галактик). Экстраполяция очень глубоких полей космического телескопа “Хаббл” говорит о том, что на всём небе находится 200 миллиардов объектов с видимым блеском до 30-31 звездной величины. В этой заметке я попытаюсь рассмотреть вопрос о том, сколько различных небесных объектов удалось каталогизировать в других диапазонах электромагнитного спектра.


   Очевидно, что наиболее крупные каталоги для неоптического диапазона были получены в инфракрасном диапазоне. Это связано с тем, что этот диапазон является очень перспективным для изучения близких холодных звезд и очень далеких галактик с большим красным смещением. Если инфракрасный спутник IRAS в 1983 году каталогизировал 350 тысяч инфракрасных источников, то спутник WISE в 21 веке каталогизировал уже 563 миллионов небесных объектов.

Более крупный инфракрасный телескоп “Спитцер” обладает ещё большей чувствительностью. Так его 20-часовые наблюдения участка неба площадью 0.45 квадратных градусов зарегистрировали 350 тысяч объектов с видимой яркостью до 25 звездной величины. Экстраполяция этих цифр на всё небо (42 тысячи кв. градусов) приводит к цифре в 32 миллиардов объектов. Сравнение изображений небольшого участка неба в разных диапазонах:



    Для дальнего инфракрасного диапазона наиболее тщательные наблюдения провел 3.5-метровый космический телескоп “Гершель”. Для нескольких участков площадью примерно по 200 квадратных минут было найдено около 500 инфракрасных источников. Экстраполяция этого количества источников на всё небо приводит к 400 миллионам объектов. Ещё более глубокие пределы на количество подобных источников должны получить будущие телескопы OST и “Миллиметрон”:



   На более длинных волнах (субмиллиметровый диапазон) количество каталогизированных объектов намного меньше, так как в этом диапазоне в основном излучают очень холодные объекты (околозвездные диски звезд, малые планеты Солнечной Системы, облака межзвездного газа и пыли). Наблюдения одного из самых чувствительных телескопов ALMA для этого диапазона в одном обзоре обнаружили 45 источников на поле площадью 26 угловых минут, в другом обзоре на участке неба площадью в 6 угловых минут было найдено 18 источников. Экстраполяция этих цифр на всё небо (42 тысячи квадратных градусов) приводит к оценочным цифрам в 0.2-0.5 миллиардов объектов.

   В ещё более длинноволновом диапазоне (радиоволнах) число каталогизированных источников приближается к нескольким миллионам. Наиболее крупный сегодняшний обзор – NVSS (NRAO VLA Sky Survey) включает в себя около 1.8 миллионов радиоисточников. Этот обзор был проведен с помощью радиоинтерферометра VLA, состоящего из 27 25-метровых параболических антенн. С новой огромной антенной решеткой (SKA) число зарегистрированных радиоисточников должно приблизиться к 100 миллиардам (обзор всего неба с экспозициями по 10 часов и способностью регистрировать радиоисточники с видимой яркостью до 0.1 микроЯн). В настоящее время австралийский прототип SKA проводит радиообзор EMU (Evolutionary Map of the Universe) с чувствительностью в 10 микроЯн и угловым разрешением в 10”, который должен каталогизировать 70 миллионов радиоисточников. Для сравнения число известных сегодня радиоисточников близко к 2.5 миллионам. Сравнение обзора EMU с предшествующими радиообзорами:



   Характеристики современных крупных радиообзоров:



   В более коротковолновом диапазоне регистрировать излучение небесных тел так же сложнее по сравнению с наблюдениями в оптическом диапазоне. К примеру, за первые 18 месяцев работы китайский лунный телескоп с апертурой в 15 см зарегистрировал 86 тысяч звезд 14-16 звездной величины на площади неба в 2400 квадратных градусов.

   В рентгеновском диапазоне всенебесные обзоры связаны с несколькими космическими миссиями:



    Как видно из графика огромные надежды возлагаются на российско-немецкую миссию Спектр-РГ, которая увеличит число каталогизированных рентгеновских источников до 3 миллионов:



   В то же время развивается направление очень крупных рентгеновских телескопов. Так телескоп “Чандра” за 80-часовую экспозицию зарегистрировал около 5 тысяч источников на участке неба размером в 16 угловых минут. Эти наблюдения проводились в 1999-2016 годах. Экстраполяция числа обнаруженных источников на все небо говорит о том, что с подобными наблюдениями “Чандра” может зарегистрировать около миллиарда рентгеновских источников (большинство из них галактики с активными ядрами). С более крупными и совершенными рентгеновскими телескопами (“Афина” и “Рысь”) ожидается увеличить чувствительность по сравнению с “Чандрой” почти в 100 раз:



   Подобная чувствительность позволит зарегистрировать рентгеновское излучение акрецирующих черных дыр массой около 10 тысяч масс Солнца с красным смещением в z=10.

   Симулирование изображение участка неба с шириной в 2 угловые минуты, полученное с помощью трех телескопов с 46 часовой экспозицией (4 миллиона секунд):



    Для гамма-астрономии регистрация источников является ещё более сложной задачей. Для крупнейшей космической гамма обсерватории “Ферми” число зарегистрированных источников за первые четыре года работы ограничено тремя тысячами:





  Отмечается, что сегодняшнюю гамма-астрономию по числу зарегистрированных источников можно сравнить с радиоастрономией 70-ых годов 20 века:



   Кроме того хорошо известными гамма-источниками являются гамма-всплески. Их зарегистрированное число к настоящему времени составляет примерно 10 тысяч.

  Телескоп "Ферми" от отличие от "Чандры" работает на низкой околоземной орбите. В связи с этим его чувствительность сильно ограничена нахождением внутри радиационных поясов Земли. Этой недостаток должна устранить будущая российская гамма-обсерватория Гамма-400, которую планируется запустить примерно в 2023 году:






Очень информативная схема по теме электромагнитного излучения. Крупнее изображение можно увидеть здесь.

    Ещё более сложной является ситуация с регистрацией наиболее энергетических гамма-источников, которые возможно обнаружить лишь с помощью крупных наземных установок со светособирающей поверхностью до нескольких квадратных километров по излучению Вавилова-Черенкова:





   К настоящему времени число подобных зарегистрированных источников ограничено примерно двумя сотнями:



   Наиболее полный каталог таких источников сейчас включает в себя 220 объектов.

Tags: Вселенная, каталоги, электромагнитный спектр
Subscribe
promo za_neptunie июль 10, 2014 20:36 8
Buy for 30 tokens
Число постов в блоге перевалило за сотню, поэтому я решил систематизировать их по различным тематиками. Это поможет мне и моим читателям быстрее находить в блоге интересную информацию. Последнее обновление от 4 августа 2014 года Венера Новая книга о Венере Венера-Экспресс готовится к…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 19 comments