Красное смещение и рефракция.

[Тать]

Kostyrko

«Длины радиоволн в сотни тысяч и миллионы раз больше длин волн оптич. диапазона, и поэтому угловое разрешение даже самых крупных совр. радиотелескопов не превышает разрешения невооруженного глаза, т.е. 1'»

"Для предельно коротких длин волн (миллиметрового диапазона) можно достичь разрешения порядка 0,00003 угловой секунды"
Астрокосмическом центре ФИАН разработаны перспективные проекты "Миллиметрон" и "Субмиллиметрон", предусматривающие создание международной космической обсерватории-интерферометра "Земля - Космос - Космос", включающей в себя космическую сеть радиотелескопов этих диапазонов. Наиболее подходящее место для размещения такой сети - область на расстоянии 1,5 миллиона километров от Земли в противосолнечном направлении. В подобной системе космический телескоп с 12-метровым зеркалом будет эквивалентен по чувствительности наземному радиотелескопу с зеркалом диаметром 3 километра на волне λ = 2 см, а в интерферометрическом режиме позволит реализовать разрешение в тысячи раз выше, чем интерферометры с предельной наземной базой.
http://www.nkj.ru/archive/articles/542/
Добавьте три нуля к уже достигнутым 0,00003 угловой секунды и получится 0,00000003 угловой секунды

[konstkir]

Лихо!

[Kostyrko]

Цитата olegtitov: «…либо анизотропия расширения Вселенной, либо - проявление первичных гравитационных волн.
Из статьи видно, что дипольная компонента примерно одинакова для всех Z, и принимает значения от 15 до 20 микросекунд в год.
Если бы квазары были близко, то мы бы могли наблюдать диполь в собственных движениях, по направлению совпадающий с дипольной составляющей МФИ».

Диполь в собственных движениях квазаров должен наблюдаться вследствие вековой аберрации. Однако смещение квазаров при этом составляет 4 мкс в год, и если измерения РСДБ верны, то где же остальные 11-16 мкс в год?

Солнечный ветер и солнечная радиация образуют вокруг Солнца зону HII с характерным размером порядка десятков а.е., движущуюся вместе с Солнцем в межзвездной среде (Каплан и Пикельнер, 1979, стр. 78-79).
Земной наблюдатель пребывает внутри этой зоны HII, на расстоянии 1 а.е. от Солнца, поэтому движение Солнца может приводить к дополнительному кажущемуся движению квазаров вследствие явления рефракции. Дипольная составляющая видимого движения при этом также лежит примерно на линии апекс-антиапекс Солнца. О возможном влиянии этой зоны на данные РСДБ Вы не упоминаете.

Можно ли наблюдаемое движение квазаров объяснить вековой аберрацией и дисперсией в солнечной зоне HII, не привлекая космологических эффектов?

[olegtitov]

Цитата olegtitov: «…либо анизотропия расширения Вселенной, либо - проявление первичных гравитационных волн.
Из статьи видно, что дипольная компонента примерно одинакова для всех Z, и принимает значения от 15 до 20 микросекунд в год.
Если бы квазары были близко, то мы бы могли наблюдать диполь в собственных движениях, по направлению совпадающий с дипольной составляющей МФИ».

Диполь в собственных движениях квазаров должен наблюдаться вследствие вековой аберрации. Однако смещение квазаров при этом составляет 4 мкс в год, и если измерения РСДБ верны, то где же остальные 11-16 мкс в год?

Ответа пока нет. Работа продолжается. Как по проведению новых наблюдений, так и по методам обработки уже существующих

Солнечный ветер и солнечная радиация образуют вокруг Солнца зону HII с характерным размером порядка десятков а.е., движущуюся вместе с Солнцем в межзвездной среде (Каплан и Пикельнер, 1979, стр. 78-79).
Земной наблюдатель пребывает внутри этой зоны HII, на расстоянии 1 а.е. от Солнца, поэтому движение Солнца может приводить к дополнительному кажущемуся движению квазаров вследствие явления рефракции. Дипольная составляющая видимого движения при этом также лежит примерно на линии апекс-антиапекс Солнца. О возможном влиянии этой зоны на данные РСДБ Вы не упоминаете.

Можно ли наблюдаемое движение квазаров объяснить вековой аберрацией и дисперсией в солнечной зоне HII, не привлекая космологических эффектов?

Нет. Земля двигается по орбите вокруг Солнца, поэтому и эффект, если бы он был, поворачивался бы за Солнцем по небу. А дрейф вековой аберрации (не путайте с самой вековой аберрацией!) направлен всегда к центру Галактики

[Kostyrko]

Цитата olegtitov: «А дрейф вековой аберрации (не путайте с самой вековой аберрацией!) направлен всегда к центру Галактики».

Солнце движется вокруг центра Галактики примерно по круговой орбите, совершая полный оборот более чем за 200 млн. лет. Данные РСДБ накоплены за два десятилетия наблюдений. За это время Солнце проделало путь по дуге, длина которой приблизительно равна одной десятимиллионной от длины окружности орбиты.
В таком случае можно ли считать эту дугу отрезком прямой и пренебречь дрейфом вековой аберрации?

Цитата olegtitov: «Работа продолжается. Как по проведению новых наблюдений, так и по методам обработки уже существующих».

Влияние рефракции может быть снижено, если воспользоваться следующим методом обработки существующих данных.
По каждому квазару используют данные не за все время наблюдений, а лишь за те периоды, когда квазар наиболее удален от Солнца (имеется в виду угловое расстояние). Такими периодами могут быть месяц, неделя, день и др. Например, если какой-то квазар наиболее удален от Солнца 1 января, то используют данные наблюдений  этого квазара только за 1 января каждого года. Понятно, что чем короче выбран период, данные за который используют, тем меньше влияние рефракции.
Использование этого метода также уменьшает влияние и солнечной зоны HII. Однако здесь следует иметь в виду то, что эта зона не имеет формы шара, но вытянута в направлении движения Солнца, да и земной наблюдатель расположен не в центре зоны.

Применялся ли такой метод обработки данных РСДБ? А если применялся, то не уменьшается ли при этом величина видимого смещения, приближаясь к значению вековой аберрации 4 мкс в год?

[olegtitov]

Цитата olegtitov: «А дрейф вековой аберрации (не путайте с самой вековой аберрацией!) направлен всегда к центру Галактики».

Солнце движется вокруг центра Галактики примерно по круговой орбите, совершая полный оборот более чем за 200 млн. лет. Данные РСДБ накоплены за два десятилетия наблюдений. За это время Солнце проделало путь по дуге, длина которой приблизительно равна одной десятимиллионной от длины окружности орбиты.
В таком случае можно ли считать эту дугу отрезком прямой и пренебречь дрейфом вековой аберрации?

Уже нет.

Цитата olegtitov: «Работа продолжается. Как по проведению новых наблюдений, так и по методам обработки уже существующих».

Влияние рефракции может быть снижено, если воспользоваться следующим методом обработки существующих данных.

Не может. Вы понимаете, что Солнце проецируестся в течение года на разные участки небесной сферы?

[Kostyrko]

Цитата olegtitov: «Уже нет».

Возможность обнаружения обращения Солнца относительно центра Галактики на основе имеющейся базы РСДБ наблюдений появилась в результате того, что за 25 лет Солнце проделало достаточно большой путь по орбите. За этот же период смещение Солнца относительно системы квазаров вдоль направления к центру Галактики гораздо меньше. Поэтому сегодняшняя точность РСДБ все еще не позволяет обнаружить движение Солнца в этом направлении. Разве не так?

Цитата olegtitov: «Не может. Вы понимаете, что Солнце проецируестся в течение года на разные участки небесной сферы?»

Земной наблюдатель во время его обращения вокруг Солнца за весь год видит каждый квазар на максимальном удалении от Солнца лишь в один момент времени. Этот момент времени любого года для каждого квазара в общем случае свой.
Тогда, если в задаче исследования видимого движения квазаров использовать данные по квазарам только за периоды их максимального удаления от Солнца, то удастся свести к минимуму влияние рефракции Солнечной системы.

[olegtitov]

Цитата olegtitov: «Уже нет».

Возможность обнаружения обращения Солнца относительно центра Галактики на основе имеющейся базы РСДБ наблюдений появилась в результате того, что за 25 лет Солнце проделало достаточно большой путь по орбите. За этот же период смещение Солнца относительно системы квазаров вдоль направления к центру Галактики гораздо меньше. Поэтому сегодняшняя точность РСДБ все еще не позволяет обнаружить движение Солнца в этом направлении. Разве не так?

Так. Движение Солнца по орбите заметнее, чем по направлению к центру Галактики.

Цитата olegtitov: «Не может. Вы понимаете, что Солнце проецируестся в течение года на разные участки небесной сферы?»

Земной наблюдатель во время его обращения вокруг Солнца за весь год видит каждый квазар на максимальном удалении от Солнца лишь в один момент времени. Этот момент времени любого года для каждого квазара в общем случае свой.
Тогда, если в задаче исследования видимого движения квазаров использовать данные по квазарам только за периоды их максимального удаления от Солнца, то удастся свести к минимуму влияние рефракции Солнечной системы.

Какая рефракция Солнечной системы? Что это за чудо такое?

[Kostyrko]

Цитата olegtitov: «Движение Солнца по орбите заметнее, чем по направлению к центру Галактики».

Не является ли этот факт серьезным аргументом в пользу того, что дипольная компонента видимого движения квазаров близка к линии апекс-антиапекс Солнца?

Цитата olegtitov: «Какая рефракция Солнечной системы?».

Здесь имеется в виду следующие две составляющие рефракции.
1. Рефракция лучей на солнечной короне. Влияние этой составляющей рефракции для частот 8-12,5 ГГц (Х-полоса) уменьшают обрезанием данных, связанных с радиосигналами, проходящими на расстояниях от диска Солнца меньших, чем 2*R_sun.
2. Рефракция лучей в солнечной зоне HII. Квазары наблюдают сквозь эту зону, причем путь прохождения лучей в зоне меняется в течение года. Но для одного и того же числа каждого года путь прохождения лучей от каждого квазара примерно повторяется.

Поэтому при оценках видимого движения, используя данные только за периоды максимального удаления квазаров от Солнца (остальные данные обрезают), влияние рефракции удастся свести к минимуму.
Вот и хотелось бы узнать, как при таком способе обработки накопленных данных будет выглядеть видимое движение квазаров?

[olegtitov]

Цитата olegtitov: «Движение Солнца по орбите заметнее, чем по направлению к центру Галактики».

Не является ли этот факт серьезным аргументом в пользу того, что дипольная компонента видимого движения квазаров близка к линии апекс-антиапекс Солнца?

Что Вы называете апексом Солнца?

Цитата olegtitov: «Какая рефракция Солнечной системы?».

Здесь имеется в виду следующие две составляющие рефракции.
1. Рефракция лучей на солнечной короне. Влияние этой составляющей рефракции для частот 8-12,5 ГГц (Х-полоса) уменьшают обрезанием данных, связанных с радиосигналами, проходящими на расстояниях от диска Солнца меньших, чем 2*R_sun.

Влияние ионосферы корректируется за счет наблюдений на двух частотах. Влияние ионосферы (как и межпланетной плазмы) практически полностью устраняется. Ближе 15 градусов к Солнцу наблюдения не проводятся.

2. Рефракция лучей в солнечной зоне HII. Квазары наблюдают сквозь эту зону, причем путь прохождения лучей в зоне меняется в течение года. Но для одного и того же числа каждого года путь прохождения лучей от каждого квазара примерно повторяется.

Поэтому при оценках видимого движения, используя данные только за периоды максимального удаления квазаров от Солнца (остальные данные обрезают), влияние рефракции удастся свести к минимуму.
Вот и хотелось бы узнать, как при таком способе обработки накопленных данных будет выглядеть видимое движение квазаров?

Все-таки я понимаю, что речь идет о "рефракции" не на Солнечной системе, а о "рефракции" на ионосфере Солнца. Даже если бы этот эффект и имел место, то из-за орбитального движения Солнца, этот годовой эффект просто бы усреднялся. Тем более этот эффект должен был бы усредняться из-за наблюдений на двух частотах.

[Kostyrko]

Цитата olegtitov: «Что Вы называете апексом Солнца?»

Термин «апекс» здесь использован в его обычном смысле: Солнце движется относительно местного стандарта покоя со скоростью 19,4 км/с в направлении точки на небесной сфере, называемой апексом (http://www.astronet.ru/db/msg/1188280).

В задаче исследования видимого движения квазаров дипольная компонента этого движения близка к линии апекс-антиапекс Солнца. Еще более близка дипольная компонента к линии вектора скорости галактического вращения Солнца. Вектор скорости лежит в плоскости Галактики и перпендикулярен направлению на галактический центр. Поэтому представляется, что дипольная компонента видимого движения квазаров гораздо ближе к линии вектора скорости Солнца, чем, скажем, к линии направления на галактический центр.

Цитата olegtitov: «Влияние ионосферы корректируется за счет наблюдений на двух частотах. Влияние ионосферы (как и межпланетной плазмы) практически полностью устраняется».

Двухчастотный метод коррекции уменьшает влияние зависимости скорости распространения сигнала от длины волны сигнала. Этот метод удовлетворительно работает, когда сигналы разных частот распространяются по одному пути. Но земная ионосфера, солнечная корона и солнечная зона HII представляют собой области с градиентом плотности плазмы. По причине рефракции в таких областях сигналы разных частот в общем случае распространяются разными путями – чем ниже частота, тем меньше искривляется траектория луча и тем короче путь. Искривления траектории радиолуча, разного для разных частот, двухчастотный метод коррекции не учитывает. Сигналы от квазаров проходят наибольший путь в солнечной зоне HII, а наименьший – в земной ионосфере.

Цитата olegtitov: «Ближе 15 градусов к Солнцу наблюдения не проводятся.
Даже если бы этот эффект и имел место, то из-за орбитального движения Солнца, этот годовой эффект просто бы усреднялся».

Эффект не исчезает при удалении от Солнца и переходе условной границы 15 градусов, а плавно уменьшается.
Если квазар при наблюдении его в течение года вначале удаляется от Солнца, то затем приближается к нему. В общем случае для каждого квазара в течение года имеется одна точка максимального сближения с Солнцем и одна точка максимального удаления от Солнца. И если для первой точки влияние рефракции эквивалентно смещению квазара, например, на 15 мкс в год, а для второй точки на 5 мкс в год, то среднее значение круглогодичного наблюдения дает 10 мкс в год. Но если использовать данные для этого квазара лишь в период его максимального удаления от Солнца, то влияние рефракции будет уменьшено вдвое – до 5 мкс в год.

Поскольку итоговое влияние рефракции на космической плазме в исследованиях видимого движения квазаров достоверно неизвестно, то представляет интерес анализ накопленных данных по описанной методике.

[olegtitov]

Искривления траектории радиолуча, разного для разных частот, двухчастотный метод коррекции не учитывает. Сигналы от квазаров проходят наибольший путь в солнечной зоне HII, а наименьший – в земной ионосфере.

Вы попробуйте провести теоретические расчеты и убедитесь, насколько малы подобные эффекты.

Поскольку итоговое влияние рефракции на космической плазме в исследованиях видимого движения квазаров достоверно неизвестно, то представляет интерес анализ накопленных данных по описанной методике.

Не представляет. Все, что Вы описали, может создать о-о-очень постоянный маленький сдвиг в координатах квазара относительно каталога. Но откуда там возьмется собственное движение - непонятно.

[Kostyrko]

Цитата olegtitov: «Вы попробуйте провести теоретические расчеты и убедитесь, насколько малы подобные эффекты».

Эффекты ощутимы, но имеются трудности их учета. Поэтому не выполняют наблюдения квазаров в те периоды, когда квазары находятся на расстоянии менее 15 градусов от Солнца.
Для каждого квазара точка наибольшего удаления от Солнца находится гораздо дальше – на расстоянии от 90 до 180 градусов. И если в задаче исследования видимого движения квазаров использовать данные лишь за периоды максимального удаления квазаров от Солнца, то влияние рефракции снизится до минимума.

Цитата olegtitov: «Все, что Вы описали, может создать о-о-очень постоянный маленький сдвиг в координатах квазара относительно каталога».

Малое значение величины вековой аберрации позволяет обнаружить сдвиг только после десятилетий систематических наблюдений квазаров.

Цитата olegtitov: «Но откуда там возьмется собственное движение – непонятно».

Здесь корректнее говорить не о собственном движении квазаров в пространстве, а о видимом движении квазаров, поскольку явление может быть суперпозицией от воздействия нескольких механизмов. По крайней мере, видимое смещение квазара вследствие вековой аберрации не является собственным движением квазара. На возможность обнаружения видимого движения именно вследствие вековой аберрации указывают наличие дипольной компоненты и порядок величины смещения. Кроме того, отсутствие зависимости величины видимого смещения квазаров от их красного смещения указывает на некосмологический характер явления.

Цитата olegtitov: «Не представляет».

Анализ накопленных данных по описанной методике позволит уменьшить влияние космической плазмы Солнечной система, и, возможно, ответить на такой, например, вопрос: почему величина видимого смещения превышает 4 мкс в год? Чем ближе эта величина к 4 мкс в год, тем меньше влияние иных, кроме вековой аберрации, факторов. Т.е. анализ накопленных данных по описанной методике позволит продвинуться в плане понимания механизмов, приводящих к наблюдаемому эффекту видимого движения квазаров.

[olegtitov]

Цитата olegtitov: «Вы попробуйте провести теоретические расчеты и убедитесь, насколько малы подобные эффекты».

Эффекты ощутимы, но имеются трудности их учета. Поэтому не выполняют наблюдения квазаров в те периоды, когда квазары находятся на расстоянии менее 15 градусов от Солнца.
Для каждого квазара точка наибольшего удаления от Солнца находится гораздо дальше – на расстоянии от 90 до 180 градусов. И если в задаче исследования видимого движения квазаров использовать данные лишь за периоды максимального удаления квазаров от Солнца, то влияние рефракции снизится до минимума.

Расчеты где, расчеты?

[Kostyrko]

Цитата olegtitov: «Расчеты где, расчеты?»

Бесперспективность подобных расчетов – давно известный факт:
«Одно осложнение доставляет астрономам бОльшие хлопоты на радиочастотах, чем в оптическом диапазоне: это рефракция лучей на солнечной короне. Для частоты Х-полосы (8000-12500 МГц) рефракция очень мала и может быть исключена обрезанием данных, связанных с радиосигналами, проходящими на расстояниях, меньших чем 2R_sun от диска Солнца. Однако в S-полосе частот (2000-4000 МГц) надо анализировать данные с помощью модели, в которой часть отклонения объясняется общей теорией относительности, а часть – эффектом короны. Параметры, описывающие солнечную корону, могут быть в принципе измерены этим методом (на нескольких частотах) одновременно с измерением ОТО-эффекта, но плотность электронов в короне изменяется во времени и оказывается, что единственный действительно удовлетворительный метод учета рефракции на короне – это использование радиочастот Х-полосы и выше» [С. Вейнберг. 1975. стр. 210].

Разве не по этой причине прецизионные наблюдения квазаров ограничены расстоянием 15 градусов от Солнца, а расчеты влияния солнечной короны не проводятся?

[olegtitov]

Цитата olegtitov: «Расчеты где, расчеты?»

Бесперспективность подобных расчетов – давно известный факт:

Естественно. Никакой систематики там нет. И никаких эффектов в собственных движениях не появится

Разве не по этой причине прецизионные наблюдения квазаров ограничены расстоянием 15 градусов от Солнца

Не по этой. Просто на малых углах аппаратура перегревается.

[Kostyrko]

Цитата olegtitov: «Просто на малых углах аппаратура перегревается».

Это означает, что в сети радиотелескопов РСДБ ширина диаграммы направленности главного лепестка параболических антенн не превышает 30 градусов?
Причем это относится, прежде всего, к сравнительно низкочастотному S-диапазону, который используют в двухчастотном методе учета влияния земной ионосферы?

Цитата olegtitov: «Естественно. Никакой систематики там нет. И никаких эффектов в собственных движениях не появится».

Но если систематики нет, а эффект есть, то этот эффект тем меньше, чем больше расстояние квазар–Солнце.

Надежного основания для рассуждений о возможной систематике собственного движения квазаров в пространстве нет (?), а видимое движение вследствие вековой аберрации более вероятно. Из тех соображений, что наблюдается все-таки видимое движение, термин «собственное движение» в отношении квазаров лучше не употреблять?

[olegtitov]

Цитата olegtitov: «Просто на малых углах аппаратура перегревается».

Это означает, что в сети радиотелескопов РСДБ ширина диаграммы направленности главного лепестка параболических антенн не превышает 30 градусов?

О чем это Вы?

Цитата olegtitov: «Естественно. Никакой систематики там нет. И никаких эффектов в собственных движениях не появится».

Но если систематики нет, а эффект есть, то этот эффект тем меньше, чем больше расстояние квазар–Солнце.

Кто сказал что эффект зависит от расстояния квазар-Солнце?

Надежного основания для рассуждений о возможной систематике собственного движения квазаров в пространстве нет (?), а видимое движение вследствие вековой аберрации более вероятно. Из тех соображений, что наблюдается все-таки видимое движение, термин «собственное движение» в отношении квазаров лучше не употреблять?

Почему бы и не употребить. Чисто теоретически существуют разные механизмы для появление ненулевой систематики в случае квазаров. Если данный термин используется для звезд, то чем квазары хуже?

[Тать]

olegtitov

Просто на малых углах аппаратура перегревается

Не могли бы пояснить, почему нагрев аппаратуры зависит от угла? Никогда не слышал подобного.

[olegtitov]

olegtitov

Просто на малых углах аппаратура перегревается

Не могли бы пояснить, почему нагрев аппаратуры зависит от угла? Никогда не слышал подобного.

Вряд ли я сам смогу объяснить достаточно убедительно.
Просто я сам стал спрашивать, почему раньше наблюдали в пределах 5 градусов от Солнца, а теперь не ближе 15 градусов. Мне объяснили в том духе, что при наблюдениях вблизи Солнца, у некоторых антенн (не у всех) из-за конструктивных особенностей отраженные солнечные лучи фокусируются на приемник, и приходится тратить много усилий, чтобы охладить приемник до приемлемого уровня. Как-то так.