Многоканальная астрономия (5000,00 руб.)

Стр.5

Стр.524

Стр.525

Стр.526

Стр.527

Стр.528

УДК 52 ББК 22.6 М73 М73 Многоканальная астрономия / Ред.-сост. А. М. Черепащук. — Эл. изд. — 1 файл pdf : 546 с. — Москва : ДМК Пресс, 2022. — Систем. требования: Adobe Reader XI либо Adobe Digital Editions 4.5 ; экран 10". — Текст : электронный. ISBN 978-5-89818-228-1 Прогресс в области астрономических исследований тесно связан с развитием новых методов наблюдений небесных тел. В первой части книги изложены методы исследования Вселенной в различных каналах: электромагнитном (от радио до гамма диапазона), нейтринном, канале космических лучей, гравитационно-волновом канале. Во второй — кратко описаны новейшие достижения астрономии и астрофизики, которых удалось достичь, благодаря всеволновому и многоканальному характеру современной астрономии. Книга представляет собой совместный труд более двадцати ведущих ученых, работающих в различных областях астрономии и астрофизики. Насколько нам известно, это первая книга в нашей стране о современной многоканальной астрономии и её методах и, по-видимому одна из первых в мире. Отличное дополнение к популярной книге «Астрономия: век ХХ». УДК 52 ББК 22.6 Электронное издание на основе печатного издания: Многоканальная астрономия / Ред.-сост. А. М. Черепащук. — Москва : ДМК Пресс, 2022. — 528 с. : ил. — ISBN 978-5-89818-128-4. — Текст : непосредственный. На 1-й стороне обложки — Запущенная в 2019 году орбитальная обсерватория «Спектр-РГ», Туманность «Кошачий глаз» — телескоп им. Хаббла (NASA), Монтаж — ИКИ/МРЕ/НПО им. Г. А. Лавочкина На 4-й стороне обложки — Космический телескоп имени Джеймса Уэбба — орбитальная инфракрасная обсерватория, которая заменит космический телескоп «Хаббл» (NASA). В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений, установленных техническими средствами защиты авторских прав, правообладатель вправе требовать от нарушителя возмещения убытков или выплаты компенсации. ISBN 978-5-89818-228-1 © Состав, оформление. Век 2, 2019 © Переиздание. ДМК Пресс, 2022

Стр.5

Оглавление Предисловие редактора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9 Оптический диапазон (А. А. Белинский, С. А. Потанин) . . . . . . . . . . . . .9 Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 История оптического телескопостроения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10 Приемники оптического излучения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15 Методы исследования в оптическом диапазоне . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18 Методы наземных наблюдений в оптическом диапазоне с высоким угловым разрешением . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23 Современные крупные оптические телескопы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27 Обзорные телескопы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32 Роботизированные телескопы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34 Проекты наземных оптических телескопов, вводимых в строй в ближайшем будущем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35 Космические оптические телескопы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37 Инфракрасная астрономия (А. М. Татарников) . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39 Поддиапазоны инфракрасного диапазона . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41 Инфракрасное излучение и атмосфера Земли . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42 Инфракрасные фотометрические системы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44 Приёмники инфракрасного излучения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46 Инфракрасные приборы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .50 Инфракрасные телескопы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52 Космические инфракрасные телескопы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .54 Объекты исследования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .59 Радиодиапазон (Ю. Ю. Ковалев) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 Что такое радиодиапазон электромагнитного спектра? . . . . . . . . . . . . . . . . .65 Радиотелескопы с заполненной апертурой . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .66 Радиотелескопы с незаполненной апертурой: радиоинтерферометры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .69 Приемники радиоизлучения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .74 Помехи и борьба с ними . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76 Будущее радиоастрономии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .78 Рекомендуемая литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .80 523

Стр.524

Ультрафиолетовый диапазон (Б. М. Шустов) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 Что такое «ультрафиолетовая астрономия» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .81 Почему так важны астрофизические наблюдения в УФ . . . . . . . . . . . . . . . .84 Достижения УФ-астрономии и перспективные задачи . . . . . . . . . . . . . . . . . .88 О развитии, состоянии и перспективах методов УФ-наблюдений в астрофизике . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .94 Рентгеновская астрономия (А. А. Лутовинов, М. Н. Павлинский) . . . . . . 99 Первые наблюдения неба в рентгеновских лучах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 Начало эры спутниковых измерений в рентгеновских лучах . . . . . . . . . . . . 102 Рентгеновские телескопы косого падения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 Рентгеновские телескопы с кодирующей апертурой . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 Новые шаги рентгеновской астрономии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 Гамма-астрономия (К. А. Постнов) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 Рождение гамма-фотонов высоких энергий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120 Гамма-спектроскопия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122 Распространение гамма-фотонов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 Гамма-телескопы и детекторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127 Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 НЕЙТРИННЫЙ КАНАЛ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 Источники и регистрация нейтрино (С. В. Троицкий) . . . . . . . . . . . . 135 Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 Нейтрино как частица . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 Солнечные нейтрино и радиохимический метод . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143 Нейтрино от сверхновых и детекторы на жидких сцинтилляторах . . . . . . . . 150 Астрофизические нейтрино высоких энергий и водные черенковские детекторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159 Будущее нейтринной астрофизики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170 Литература для дополнительного чтения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174 КОСМИЧЕСКИЕ ЛУЧИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175 Странники Вселенной (М. И. Панасюк) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175 Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175 Атмосферные ливни космических частиц . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177 Поймать космические лучи за пределами атмосферы . . . . . . . . . . . . . . . . . 184 Галактические частицы и их ускорители. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186 Самые энергичные частицы во Вселенной . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192 Многолетние поиски эффекта ГЗК-обрезания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194 Энергетический спектр КЛПВЭ – известен? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195 524

Стр.525

Массовый состав КЛПВЭ — известен? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197 Где источники КЛПВЭ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199 В космос за новыми знаниями о космических лучах . . . . . . . . . . . . . . . . . 201 Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204 ГРАВИТАЦИОННЫЕ ВОЛНЫ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205 Открытие гравитационных волн (С. П. Вятчанин) . . . . . . . . . . . . . . 205 Что такое гравитационные волны? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207 Гравитационные антенны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209 Величина измеряемых смещений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212 Фотонный дробовой шум и шумы светового давления . . . . . . . . . . . . . . . . 215 Тепловые шумы поверхности зеркал . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215 Шумы подвеса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218 Сейсмические и ньютоновские шумы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218 Стандартный квантовый предел . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219 Природа источников гравитационных волн (К. А. Постнов) . . . . . . . 221 Отличие гравитационных волн от электромагнитных . . . . . . . . . . . . . . . . . 221 Лазерные интерферометры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223 Гравитационные сигналы – «космические сирены» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224 Слияние двойных черных дыр . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228 Первое слияние двойных нейтронных звезд . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230 Наблюдения «золотой» килоновой . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233 Другие астрофизические источники гравитационных волн . . . . . . . . . . . . . . 234 Космологические гравитационные волны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236 Локализация источника гравитационных волн (В. М. Липунов) . . . . . 239 Машина сценариев . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242 Наблюдения гравитационно-волнового события GW 150914 . . . . . . . . . . . . . . 244 Почему первым открыто слияние черных дыр? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244 Почему массы черных дыр оказались много больше, чем ожидалось? . . . . . . 250 Нобелевская премия без наших соотечественников. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253 Обнаружение килоновой в галактике NGC4993 — первая локализация источника ГВ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254 История нейтронных звезд . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256 Темп слияний нейтронных звезд в местной Вселенной. . . . . . . . . . . . . . . . . 257 Будущее . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262 Ограничения на физические теории, следующие из открытия ГВ (С. О. Алексеев) . . . . . . . . . . . . . . . 265 525

Стр.526

Гравитационные сигналы Вселенной (В. Н. Руденко) . . . . . . . . . . . . 277 Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277 Текущая фаза ГВ эксперимента . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278 Ступени модернизации детекторов ЛИГО . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279 Европейский проект «Телескоп Эйнштейна» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282 Космический детектор eLISA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285 Гравитационная интроскопия Вселенной . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294 Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299 Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300 АСТРОНОМИЧЕСКАЯ КАРТИНА МИРА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301 Исследования планет (М. Я. Маров) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301 Планеты Солнечной системы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301 Планеты земной группы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309 Планеты-гиганты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318 Спутники и кольца планет-гигантов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324 Малые тела . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332 Экзопланеты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337 Вместо заключения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341 Дополнительная литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342 Солнце – этапы познания (В. Н. Обридко) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343 Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343 Основные данные . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344 Становление физических исследований Солнца . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346 Новая эпоха. Взгляд вглубь и наружу . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356 Итак, что дальше? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370 Звезды и звездные населения (А. С. Расторгуев, А. К. Дамбис, Н. Н. Самусь) 375 Звезды и созвездия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 375 Астрометрические, фотометрические и спектральные наблюдения звезд . . . . . 377 Диаграмма Герцшпрунга-Рассела, классификация звезд и звездная эволюция . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380 Химический состав звезд и особенности звездных населений . . . . . . . . . . . . 384 Так ли «просты» шаровые скопления? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 389 Пульсирующие переменные звезды как «стандартные свечи» . . . . . . . . . . . . 391 Какие еще бывают переменные звезды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395 Сверхновые звезды и гамма-всплески (С. И. Блинников, Д. Ю. Цветков) . 399 Сверхновые — наблюдения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400 Физика сверхновых . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 407 Литература для дальнейшего чтения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423 526 Авторский коллектив

Стр.527

  (. . , . . ) . . . . . . . . . . . . 425      . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431    . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435  : GALEX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 438  : COS/HST . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 440    . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443      . . . . . . . . . . . . . . . 445          . . . . . . . . . . . 448 2   (. . ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 451  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 451     . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 452       . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 459    -   . . . . . . . . . . . . . 466      . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 478 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 488  (. . , . . ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 489        . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 489      . . . . . . . . . . . . . . . 491    . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 508   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 515  (. . ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 519   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 520

Стр.528