к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А   Б   В   Г   Д   Е   Ж   З   И   К   Л   М   Н   О   П   Р   С   Т   У   Ф   Х   Ц   Ч   Ш   Э   Ю   Я  

Спекл-интерферометрия в астрономии

Спекл-интерферометрия в астрономии - метод наземных оптич. наблюдений, основанный на анализе тонкой структуры «мгновенных» изображений космич. объектов. С--и. позволяет получать высокое угл. разрешение при наличии атм. искажений изображения.

В отсутствие атмосферы разрешение идеального (без аберраций) телескопа определяется угл. размером дифракц. кружка, т. е. равно8053-10.jpg радиан (где8053-11.jpg - длина волны, D - диаметр объектива); напр., для 6-метрового оптич. телескопа эта величина8053-12.jpg Из-за искажений волнового фронта в атмосфере и инструменте «мгновенное» изображение точки в реальном телескопе распадается на множество дифракц. пятен (с характерным размером8053-13.jpg), распределённых в области размером d ~ 1" (спекл-изображение). Вместе с изменением атм. искажений изменяется и структура изображения (характерное время8053-14.jpg 0,02 с), поэтому при обычных для астрономии экспозициях она размывается. В результате изображение точки представляет собой пятно размером d, т. е. разрешение телескопа существенно ухудшается. При помощи анализа тонкой структуры серии изображений, зарегистрированных с короткой (8053-15.jpg 0,02 с) экспозицией, в методе С--и. удаётся довести разрешение наземных телескопов до дифракц. предела ценой потери чувствительности.

В 1970 А. Лабейри (A. Labeyrie) показал, что наблюдаемые в «мгновенных» изображениях звёзд дифракц. пятна в принципе тождественны спеклам, наблюдаемым при освещении предметов лазером, и возникают за счёт интерференции в фокусе телескопа волн, получивших в атмосфере случайные фазовые задержки. Из-за малости этих задержек спекл-изображения могут наблюдаться не только в монохроматич. свете, по и в достаточно широком диапазоне спектра. Лабейри предложил обрабатывать серии спекл-изображений, вычисляя их ср. спектр мощности или автокорреляц. функцию (АКФ) (см. Случайный, процесс). Пусть, напр., наблюдается тесная двойная звезда (рис., а; негатив); её спекл-изображение (б)состоит из двух идентичных картин, образованных каждым из компонентов. Для отделения характеристик объекта от случайных деталей единичных изображений усредняют АКФ по большому числу изображений (от неск. десятков до миллиона). Усреднённая АКФ (рис., в; приведены линии равных значений) будет содержать 3 максимума: самый большой в начале координат и 2 боковых, соответствующих совпадению сдвинутых спеклов яркого компонента со спеклами слабого компонента. Расстояние между главным и боковым максимумами равно расстоянию между компонентами двойной звезды. В спектре мощности (рис., г; приведены линии равных значений) боковым максимумам соответствует система полос. Период полос обратно пропорционален расстоянию между компонентами. По контрасту полос можно определить отношение интенсивностей излучения компонентов.
8053-16.jpg

Осн. ур-ние С--и. можно получить из следующих соображений. Если8053-17.jpg - распределение интенсивности света в объекте наблюдения,8053-18.jpg - распределение интенсивности в спекл-изображений точки, то распределение интенсивности в изображении объекта8053-19.jpg представляет собой свёртку этих функций (8053-20.jpg - угл. координаты):
8053-21.jpg

Из определения АКФ
8053-22.jpg

(свёртки8053-23.jpg отличаются знаками переменней интегрирования во 2-м сомножителе, для симметричных функций они совпадают) получаем осн. ур-ние С--и.:
8053-24.jpg

где угл. скобки обозначают усреднение по реализациям случайной функции Р (по кадрам). Зная из наблюдений8053-25.jpg и определив8053-26.jpg по наблюдениям точечного источника (звезды), находим8053-27.jpg- АКФ объекта, по к-рой можно судить о его тонкой структуре, но нельзя, вообще говоря, восстановить исходное изображение.

В 1970-х гг. была создана теория С--и., т. е. рассчитаны свойства спекл-изображений, их связь с характеристиками атм. неоднородностей, телескопа и метода регистрации. Было показано, что спекл-интерферометр есть разновидность звёздного интерферометра Майкельсона, а спеклы суть хаотич. интерференц. полосы. Чувствительность всех звёздных интерферометров ограничена квантовой природой света. Когда за время экспозиции в одном спекле регистрируется в среднем меньше одного фотона, то спеклов уже не видно, но АКФ всё же удаётся измерить за счёт накопления большого числа (до 106) кадров. Необходимость получить приемлемое отношение сигнала к шуму за время наблюдений задаёт предел чувствительности, к-рый сильно зависит как от атм. условий, так и от характера объекта. На крупных телескопах методом С--и. наблюдают звёзды не слабее 16-18m.

Наблюдения методом С--и. начаты в 1972. Вначале спекл-изображения регистрировали на фотоплёнку, ныне преим. используют телевиз. счётчики фотонов. АКФ вычисляют, как правило, в реальном времени с помощью электронного цифрового коррелятора. Измерены угл. диаметры неск. десятков звёзд на разных длинах волн, а также угл. размеры нек-рых астероидов, спутников больших планет и др.объектов. Наблюдались мелкие детали солнечной поверхности. наиб. число результатов получено в области изучения двойных звёзд: выполнено более 8000 измерений с точностью до8053-28.jpg , открыто ок. 300 тесных двойных звёзд, определены орбиты неск. систем и вычислены массы компонентов. Методом С--и. проводят наблюдения также в ИК-диапазоне спектра на длинах волн до 5 мкм. Так были исследованы околозвёздные пылевые оболочки и диски, открыты холодные компоненты в двойных системах.

С--и. развивается в неск. направлениях. Разрабатываются способы восстановления истинного изображения, а не АКФ. Предложено неск. методов, в т. ч. метод замкнутых фаз, аналогичный радиоастр. апертурному синтезу, и метод тройных корреляц. функций. Чувствительность их хуже, чем в обычной С--и. Обработка данных требует большого объёма вычислений, что и сдерживает внедрение этих методов, хотя нек-рые астр. приложения уже имеются.

Повышается точность измерений. В частности, предложено измерять смещения спеклов в зависимости от длины волны, чтобы на существующих телескопах получить эфф. разрешение до8053-29.jpg

С целью повышения разрешения в оптическом и ИК-диапазонах создаются интерферометры, образованные независимыми телескопами с базами в десятки и сотни метров. Кроме измерения угл. диаметров в нек-рых приборах ставится задача измерения координат источников с точностью до8053-30.jpg

Ведётся предварит. разработка космич. интерферометров с большими базами, к-рые намного превзойдут наземные интерферометры по чувствительности.

Литература по спекл-интерферометрии в астрономии

  1. Labeyrie A., Stellar interferometry methods, «Ann. Rev. Astron. and Astrophys.», 1978, v. 16, p. 77;
  2. Франсон М., Оптика спеклов, пер. с франц., М., 1980;
  3. Rоddiеr R., The effects of atmospheric turbulence in optical astronomy, «Progr. in Optics», 1981, v. 19, p. 283;
  4. Токовинин А. А., Звездные интерферометры, М., 1988.

А. А. Токовинин

к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

Знаете ли Вы, что электромагнитное и другие поля есть различные типы колебаний, деформаций и вариаций давления в эфире.

Понятие же "физического вакуума" в релятивистской квантовой теории поля подразумевает, что во-первых, он не имеет физической природы, в нем лишь виртуальные частицы у которых нет физической системы отсчета, это "фантомы", во-вторых, "физический вакуум" - это наинизшее состояние поля, "нуль-точка", что противоречит реальным фактам, так как, на самом деле, вся энергия материи содержится в эфире и нет иной энергии и иного носителя полей и вещества кроме самого эфира.

В отличие от лукавого понятия "физический вакуум", как бы совместимого с релятивизмом, понятие "эфир" подразумевает наличие базового уровня всей физической материи, имеющего как собственную систему отсчета (обнаруживаемую экспериментально, например, через фоновое космичекое излучение, - тепловое излучение самого эфира), так и являющимся носителем 100% энергии вселенной, а не "нуль-точкой" или "остаточными", "нулевыми колебаниями пространства". Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМАФорум Рыцари теории эфира
Рыцари теории эфира
 05.07.2020 - 12:30: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> Биологическая безопасность населения - Карим_Хайдаров.
05.07.2020 - 12:29: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема государственного терроризма - Карим_Хайдаров.
05.07.2020 - 12:29: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Пламена Паскова - Карим_Хайдаров.
05.07.2020 - 09:20: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Проблема народного образования - Карим_Хайдаров.
05.07.2020 - 09:17: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Андрея Фурсова - Карим_Хайдаров.
05.07.2020 - 08:35: ЭКОНОМИКА И ФИНАНСЫ - Economy and Finances -> ПРОБЛЕМА КРИМИНАЛИЗАЦИИ ЭКОНОМИКИ - Карим_Хайдаров.
05.07.2020 - 08:34: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> ЗА НАМИ БЛЮДЯТ - Карим_Хайдаров.
05.07.2020 - 07:57: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Игоря Алексеевича Гундарова - Карим_Хайдаров.
04.07.2020 - 18:05: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> КОМПЬЮТЕРНО-СЕТЕВАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ДЛЯ ВСЕХ - Карим_Хайдаров.
03.07.2020 - 14:17: ЭКОНОМИКА И ФИНАНСЫ - Economy and Finances -> КОЛЛАПС МИРОВОЙ ФИНАНСОВОЙ СИСТЕМЫ - Карим_Хайдаров.
03.07.2020 - 11:23: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от проф. В.Ю. Катасонова - Карим_Хайдаров.
03.07.2020 - 09:27: ПЕРСОНАЛИИ - Personalias -> WHO IS WHO - КТО ЕСТЬ КТО - Карим_Хайдаров.
Bourabai Research Institution home page

Bourabai Research - Технологии XXI века Bourabai Research Institution