Тут стоит покаяться и признать, что с “неспециалистом” я несколько слукавил. Наш герой, родившийся в 1905 году и происходящий из семьи чешских иммигрантов (ВНЕЗАПНО НЕ ПОЛЯК), в 1927-ом году окончил университет Висконсина со степенью бакалавра по **барабанная дробь** физике. Ну, вот такой вот человек со стороны. Уже в 28-ом он начал работать в Bell Labs.

Дабы загладить вину, подкину мякотки для студентов, грезящих о скором успехе: работа, о которой пойдет речь, была буквально первым его заданием. Ее он начал в 28-ом, а продолжал аж до 1935-го! Чувствуете уровень? Первая работа, хоть и единственная, А ЕЕ УЖЕ ХВАТИЛО, чтоб в честь тебя, помимо прочих регалий, назвали внесистемную единицу измерения. Однако же продолжим описывать происходящее. Неплохо было бы пояснить, зачем он занимался тыканием антенной с приемником в небо.

В рамках проекта трансатлантического радиотелефона нужно было исследовать помехи, создаваемые естественным радиофоном. После нескольких месяцев наблюдений Янский выделил несколько типов шумов:
- Создаваемые близкими грозами
- Создаваемые далекими грозами
- Слабое шипение неизвестного происхождения

Как любой приличный человек, он принялся выяснять природу сего шипения. Сначала максимум сигнала наблюдался по направлению на Солнце, затем спустя время он сместился - источник был явно более далекий. Но были у него и иные свойства, например, жесткая повторяемость каждые 23 часа 56 минут (звездные сутки aka период вращения Земли) т.е наш объект был жестко закреплен на небе.

Карл посмотрел, поосозновал, куда именно направлен его приемник и остановился на центре нашей галактики в созвездии Стрельца. Что этим он выяснил? Что центр нашей галактики прям СИЛЬНО светит в радиодиапазоне. В наше время уже понятно, что этот сильнейший “фонарик” суть сверхмассивная черной дыра Saggitarius A* (звездочка - это элемент нотации, обозначающий компактный объект-радиоисточник).

Ну вот, собственно, весь научный результат. Его Янский и опубликовал: сначала в человеческой прессе по типу New York Times, а потом и в рецензируемых журналах.

Прогремели еще несколько интервью и для газет, и для радио, в том числе и самое важное для последующего сюжета - доклад 3-его Июля 1935-го года на National Convention of the Institute of Radio Engineers in the Statler Hotel in Detroit.

Но с дальнейшей разработкой непаханного, во всех смыслах, поля по ряду причин не задалось. Первая – Великая Депрессия, из-за которой обсерватории побаивались вкладываться в нечто новое и странное. Оказывается, даже публикации в Nature бывает недостаточно.

Вторая же поинтересней и раскрывает наш заголовок. Когда Карл пришел к начальству с предложением построить новую антенну уже большей параболической формы (как у всех приличных телескопов радиоволны - тоже свет и подчиняются тем же законам) и продолжить исследования, ему доступно объяснили, что конторка-то частная. И все, что ей было нужно (что естественный радиофон - не помеха для их трансатлантического телефона) Янский уже получил, а где там в галактике светит - им побоку. Вот так радиоастрономия на некоторое время и загнулась.

Янский больше астрономией не занимался, жизнь вел вполне счастливую, одно плохо – умер рано в 44 года (14 февраля 1950-го) от болезни то ли почек, то ли сердца. А вот если бы не умер, имел все шансы на нобелевку, ибо точно также ловить радиосигналы от пульсаров начали уже в пятидесятые, (например, PSR B0329+54 в 1954 году), а поняли что это такое, лишь к концу шестидесятых.

Что я хотел этим сказать? То, что радиоастрономия начала давать фундаментальные астрофизические данные еще почти при жизни Карла! Теперь надо разобраться, почему это круто, благодаря чему работы в этой области продолжились и кому сказать спасибо. Ну казалось бы – светит и светит, у нас нормальные телескопы есть, чтоб смотреть на звезды. Как бы не так!

Во-первых, специфика астрономической науки в том, что в сравнении с более приземленными областями знания, данных ВСЕГДА КРИТИЧЕСКИ НЕ ХВАТАЕТ. Поэтому если есть возможность смотреть на объект в ином диапазоне, то на него смотрят. Кроме того огромное количество штук светят либо только на этих длинах волн (многие пульсары), либо заслонены чем-то, что пропускает лишь радио (длинные волны гораздо лучше проходят через препятствия). Как пример: тот же самый центр Млечного пути заслонен пылевым облаком, поэтому в оптике для нас видим плохо. А вот в радио отлично.

Еще можно упомянуть о квазарах/блазарах и тд – это все активные ядра галактик, то есть очень яркие и ОЧЕНЬ далекие радиоисточники. Поэтому современная астрометрия, основная суть которой – точные местоположения и эфемериды (будущие положения) использует их для построения координатной сетки. В этом помогает радиоинтерферометрия, она позволяет создать квазителескоп размером в многие тысячи километров (в оптическом диапазоне такое тоже бывает, но характерные удаления – метры или десятки метров (см. телескоп KEK)). Итогом служит просто фантастическое угловое разрешение, поэтому вся современная астрометрия это либо GPS, либо радиоинтерферометрия. И это все лишь малая часть, которая пришла на ум сразу, поэтому великость открытия теперь будем считать очевидной. Ну и в довеску, чердные дыры фотографируют именно что массивами радиотелескопов.

Осталось назвать реципиентов нашей коллективной благодарности за продолжение дела Янского – Джона Крауса и Грота Ребера! Оба были на тот самом упомянутом докладе 1935-го года, поэтому я про него и говорил. Но про них, может быть, потом.

Автор - Георгий Пименов

Ещё нас можно читать в телеге, ВК, и Дзене.

Подписывайтесь, чтобы не пропустить новые посты!

На радиотелескопе РАТАН-600 САО РАН разработан и включен в штатный радиометрический комплекс радиометр на два частотных диапазона 1.45 и 2.35 ГГц (с ширинами полос 100 МГц). По техническому заданию САО РАН для этого радиометра разработана и изготовлена двухдиапазонная рупорная антенна с совмещенным фазовым центром (ФГУП СКБ ИРЭ РАН).

Радиометр содержит новый для РАТАН-600 диапазон 1400-1500 МГц (вместо диапазона 1220-1270 МГц), поэтому потребовались новые неохлаждаемые малошумящие усилители, которые по техническому заданию САО РАН были разработаны и изготовлены в НПФ Микран, г. Томск (коэффициент усиления 38 дБ, коэффициент шума 0.5 дБ). Также, для нового диапазона разработаны новые полоснопропускающие фильтры. Для обоих диапазонов разработаны направленные ответвители (вносимые потери не более 0.3 дБ) для подачи сигнала калибровочного генератора шума во входной тракт радиометра при калибровке коэффициента усиления радиометра в каждом наблюдении. Новый радиометр внедрен в штатную эксплуатацию.

На графике представлены исходные записи в каждом из диапазонов радиометра. Видны собственные шумы, температуры системы (уровни сигнала по оси Y), калибровочные сигналы. Радиоисточник проходит через неподвижную диаграмму направленности телескопа одновременно в обоих диапазонах (работа антенны с совмещенным фазовым центром).

На графике представлен результат обработки и оценки параметров радиометра в обоих частотных каналах.

Таким образом:

• разработан, изготовлен и внедрен в штатные наблюдения новый двухчастотный дециметровый радиометр;

• радиометр позволил возобновить наблюдения на РАТАН-600 в дециметровых диапазонах с высокой чувствительностью по плотности потока (10-20 мЯн);

• самая длинная волна 25 см заменена на 21 см (20.6 см). Качество наблюдений (отношение сигнал/шум, стабильность) резко возросло;

• совмещенный фазовый центр двух диапазонов позволил проводить одновременное наблюдение в них (а не последовательное, за счет разноса рупоров на фокальной линии, как раньше).

Область применения: астрофизические наблюдения космических радиоисточников разной природы - от объектов Солнечной системы до галактических объектов и далеких радиогалактик. В ближайшем будущем будут возможны спектральные наблюдения нейтрального водорода в Млечном пути и соседних галактиках. Планируется реализация активного цифрового помехоподавления, наблюдения быстропеременных процессов (пульсары, быстрые радиовсплески).

Авторы:
Цыбулёв П.Г., Нижельский Н.А., Призов П.В., Кратов Д.В., Удовицкий Р.Ю., Сотникова Ю.В., Борисов А.Н., Хапаев А.А. (САО РАН)

Для контактов — Цыбулев П.Г., к.техн.н., заведующий лабораторией радиометров континуума

Работа выполнена в рамках государственного задания САО РАН (тема №225012903829).

Источник

Поближе:

Исходное изображение

"Эти изображения, полученные на расстоянии около 55 миллионов световых лет от Земли, показывают, что поляризация магнитных полей вокруг черной дыры за четыре года изменилась. Новые наблюдения также показывают струю материи, выходящую из района у черной дыры. Исследование опубликовано в Astronomy & Astrophysics.

«Тот факт, что схема поляризации с 2017 по 2021 год изменила направление, был совершенно неожиданным. Это ставит под сомнение наши модели и показывает, что мы все еще многого не понимаем о том, что происходит вблизи горизонта событий», — сказал член команды EHT Чжонхо Парк из Университета Кенхи (Южная Корея).

Наблюдения показывают кольцо из сверхгорячего, сильно намагниченного газа или плазмы, вращающегося в одну сторону вокруг этой черной дыры массой 6,5 миллиарда солнечных в 2017 году, затем стабилизировавшееся в 2018, и наконец, принявшее обратное направление в 2021 году."

Прежде чем начать строить казино на Луне, стоит обсудить несколько важных моментов. Во-первых, нужно понять, как будет работать рулетка в условиях низкой гравитации. Во-вторых, крайне важно соблюдать тишину.

Хотя безвоздушная среда Луны хорошо блокирует звуки, радиошумы представляют серьёзную проблему. Нетронутая природа Луны обеспечивает одни из самых чистых и тихих мест в Солнечной системе для радиоастрономии.

Сегодня радиообсерватории расположены по всему миру — например, Very Large Array в Нью-Мексико, обсерватория Паркса в Австралии и телескоп FAST в Китае. Они позволяют изучать квазары — мощнейшие маяки Вселенной, питаемые гравитационной энергией сверхмассивных чёрных дыр, потоки заряженных частиц в газопылевых областях и распределение материи в крупнейших скоплениях галактик. Радиовидение космоса — это удивительное зрелище.

Однако эти обсерватории — зоны строгой радиочистоты, где запрещено использовать личную электронику, поскольку даже мобильный телефон создаёт помехи, которые могут исказить данные. Источники радиоизлучения человека — сотовые телефоны, радиотрансляции, авиационная связь, GPS — затрудняют астрономические наблюдения. Чтобы минимизировать помехи, новые обсерватории строят в удалённых местах, например, Square Kilometer Array в пустынях Западной Австралии и Южной Африки.

Но даже самые отдалённые наземные площадки недостаточно хороши для обнаружения «святого грааля» радиоастрономии — слабого сигнала нейтрального водорода из эпохи «космического средневековья», когда Вселенной было менее ста миллионов лет, а первые звёзды и галактики ещё не сформировались. Этот сигнал содержит важные сведения о природе тёмной материи и формировании космических структур, но полностью поглощается земным радиоизлучением, и обнаружить его с Земли практически невозможно.

Луна же предлагает уникальную возможность. Её вращение синхронизировано с орбитой, поэтому обратная сторона всегда обращена в противоположную от Земли сторону. Именно там радиошум Земли блокируется лунным телом, создавая наиболее радио-чистую среду в ближайшей Солнечной системе.

Существуют конкретные проекты, направленные на использование этой уникальной среды. Например, радиотелескоп «Лунный кратер», разработанный Лабораторией реактивного движения НАСА. Идея — разместить набор марсоходов по краю подходящего кратера, где одни закреплялись бы на ободе, а другие спускались по стенкам, протягивая тонкие провода. Эти провода соединялись бы с центральным посадочным модулем, разворачивающим приемную антенну, превращая весь кратер в гигантскую тарелку, превосходящую по размерам земные аналоги. Хотя такой телескоп не будет идеален по конструкции, радиочистота обратной стороны Луны даст ему уникальные возможности для улавливания древних космических сигналов.

Другой амбициозный проект — FARSIDE (Farside Array for Radio Science Investigations of the Dark Ages and Exoplanets). Вместо одной большой антенны планируется развернуть сеть посадочных модулей и марсоходов, которые будут разматывать километры проводов, создавая распределённый массив с высоким разрешением для изучения тёмных веков и экзопланет.

Оба проекта требуют разработки множества автономных аппаратов и, возможно, использования лунных ресурсов для производства оборудования. При этом обсерватории должны размещаться именно на обратной стороне Луны, чтобы сохранить преимущество радио-тиши.

Для полноценной работы таких обсерваторий понадобятся спутники-ретрансляторы связи, стабильные источники энергии и, возможно, добыча полезных ископаемых, чтобы не зависеть от частых поставок с Земли. Это неизбежно приведёт к развитию промышленности на Луне — индустриализации, которая может быть использована не только для науки, но и для других целей.

Тем не менее, при тщательном планировании освоение Луны можно сосредоточить на научных исследованиях, используя местные ресурсы исключительно для поддержки этих задач, а не для коммерческих развлечений вроде лунных казино.