English 

Главная
Проекты АКЦ ФИАН:
РАДИОАСТРОН
МИЛЛИМЕТРОН
СУФФА (Узбекистан)

Структура АКЦ ФИАН:
Московская часть
ПРАО (Пущино)

Диссертационный совет
Ученый совет
Конференции
Астрономический совет
 
"Миллиметрон". Назначение и научные задачи.
Предложения институтов по научной программе проекта "Миллиметрон".

Космическая обсерватория «Миллиметрон», предназначена для комплексных исследований астрофизических объектов Вселенной в широком диапазоне электромагнитного спектра от 20 микрон до 20 миллиметров. Этот диапазон является уникальным для астрономических исследований:

  • в нём расположен максимум реликтового космологического излучения – единственного вида излучения, сохранившегося после начального взрыва нашей Вселенной; изучение его пространственной структуры, спектра и поляризации позволят исследовать многие наиболее значимые проблемы физики и астрофизики (космологическую модель, появление и эволюцию первых объектов, параметры тёмной материи и энергии),

  • в нём расположено основное излучение твёрдого вещества в космосе, т.е. наиболее холодных объектов Вселенной, что позволяет проводить исследования эволюции межзвёздной среды в процессе гравитационного сжатия с остыванием, приводящего к образованию звёзд и планетных систем, а затем к возникновению жизни и цивилизаций,

  • только в этом диапазоне возможна реализация самого высокого углового разрешения методом РСДБ (радиоинтерферометр со сверхдлинной базой) без влияния квантовых флюктуаций излучения, что необходимо для изучения структуры наиболее компактных объектов, например ядер галактик, звёзд и некоторых пульсаров и гамма-всплесков,

  • этот диапазон более прозрачен по сравнению как с более коротковолновым (поглощение межзвёздной пыли), так и более длинноволновым (синхротронное самопоглащение, тепловое поглащение плазмы, рассеяние на неоднородностях плазмы).

    Большая часть выбранного диапазона недоступна для наблюдений с поверхности Земли. Благодаря отсутствию атмосферы и высокочувствительным приемникам эти исследования будут выполняться с ультравысокой чувствительностью в режиме одиночного телескопа, а сверхдлинные наземно-космические базы обеспечат недостижимое на Земле высокое угловое разрешение в режиме интерферометра.

    Выбранный диапазон длин волн предоставляет широкие перспективы для спектральных исследований линий атомов и молекул межзвездной среды, а также для высокочувствительных наблюдений дискретных источников в непрерывном спектре и для поляриметрических измерений. В этот диапазон попадает излучение самых далеких объектов из-за космологического красного смещения. Исследование таких объектов, связанных со сверхмассивными черными дырами, позволит извлечь информацию чрезвычайно важную для космологии и внегалактической астрономии.

    В диапазоне миллиметровых и субмиллиметровых волн яркостная температура неба оказывается минимальной (определяется температурой реликтового фона в 2.73 К), что при отсутствии атмосферы позволяет реализовать высокую чувствительность, недостижимую для наземных инструментов. Поэтому чувствительность по величине минимально обнаружимого потока для космического телескопа с зеркалом диаметром 10 м на волне 0.3 мм будет эквивалентна чувствительности наземного радиотелескопа со сплошной апертурой диаметром 3 км на волне 2 см. Такая высокая чувствительность будет обеспечена путем глубокого охлаждения рефлектора и приемной аппаратуры.

    Использование космического телескопа «Миллиметрон» в интерферометрическом режиме с наземным или другим космическим телескопом позволит реализовать угловое разрешение в тысячи раз более высокое по сравнению с тем, которое может быть получено на наземных интерферометрах. Такое высокое угловое разрешение обеспечивается специальной орбитой космического аппарата, которая периодически пересекает плоскость эклиптики, обеспечивая движение космического аппарата в районе точки Лагранжа L2 (1.5*106 км от Земли) с периодом около 200 дней.

    Излучение длин волн короче 0.3 мм почти полностью поглощается в земной атмосфере. Поэтому исследования в этом диапазоне будут возможны только в режиме одиночного телескопа. Интерферометрический режим для этих волн может быть реализован в перспективе при совместном функционировании нескольких космических телескопов.

  • Научные задачи космической обсерватории «Миллиметрон»
    Уникальные параметры обсерватории «Миллиметрон» позволяют поставить научные задачи по изучению самых разнообразных астрономических объектов и явлений:

  • исследование ранних этапов эволюции Вселенной от момента рекомбинации плазмы в расширяющейся Вселенной до начала образования галактик;

  • исследование фундаментальных свойств пространства-времени и вакуума, определение космологических параметров, изучение природы скрытой массы и темной энергии;

  • обнаружение галактик на стадии их образования, изучение эволюции звездной и газопылевой составляющих, детектирование скрытой массы;

  • исследование кинематики и динамики плотных областей межзвездной среды, газопылевых комплексов и глобул;

  • обнаружение сложных органических молекул в межзвездной среде с целью изучения химической эволюции межзвездной среды;

  • исследование возникновения и эволюции звезд и планетных систем, обнаружение новых планет за пределами Солнечной системы, поиск проявлений жизни во Вселенной;

  • изучение структуры и эволюции области расположения сверхмассивной черной дыры в центре нашей Галактики;

  • исследования активных галактических ядер и квазаров с целью понимания процессов ускорения и взаимодействия частиц сверхвысоких энергий, генерируемых космическими ускорителями в этих объектах;

  • изучение релятивистских стадий эволюции звезд, включая вспышки сверхновых с образованием нейтронных звезд и черных дыр звездных масс;

  • высокоточные определения расстояний и собственных движений звезд и внегалактических объектов;

  • поиск новых видов астрономических объектов.

    Более 10 миллиардов источников будут доступны на небе для исследований с помощью космической обсерватории «Миллиметрон».

  • Основные направления исследований для обсерватории «Миллиметрон»
    Режим одиночного телескопа.
    Ниже дается перечисление конкретных направлений исследований, входящих в перечисленные выше научные задачи.
    Солнечная система.
    1. Планеты: молекулярный состав и физические условия в атмосферах планет и их спутников.
    2. Астероиды: поиск новых объектов, определение спектра собственного излучения, отражательных свойств и других физических характеристик.
    3. Кометы: измерение физических характеристик комет на различных стадиях их развития.
    4. Пылевая компонента межпланетной среды, изучение объектов пояса Ван Аллена и сферы Оорта.
    5. Эффекты общей теории относительности; построение высокоточной модели гравитационного поля Земли и системы Земля-Луна.
    Звезды, протопланеты и экзопланеты.
    1. Звезды разных типов:

    а) спектрополяриметрия, изучение вращения и переменности звезд разных типов (от гигантов и сверхгигантов, звезд Вольфа-Райе и цефеид до нормальных звезд, карликов, нейтронных и возможных кварковых звезд и галактических черных дыр).

    б) Поиск и исследование спектральных особенностей в миллиметровом, субмиллиметровом и инфракрасном излучении звезд, звёздных оболочек, звёздного ветра, планетарных туманностей, вспышек новых и сверхновых звёзд.
    2. Протопланеты, экзопланеты и пылевые оболочки звезд; обнаружение и исследование областей возникновения и эволюции звезд, субмиллиметровых и инфракрасных мазеров, планетных систем и даже отдельных планет.
    3. Поиск проявлений жизни во Вселенной.

    Млечный Путь и галактики.
    1. Исследования межзвездной среды:

    а) Поиск и спектрополяриметрические исследования наиболее холодных (до 3 К) газопылевых облаков в нашей и других галактиках по собственному тепловому и вращательному излучению пылинок.

    б) Обзоры межзвездных облаков в линиях С, N, О, Н2, HD и других.

    в) Химия межзвездных облаков на основе спектральных обзоров (включая недоступные с поверхности Земли участки спектра).
    2. Структура ядра Галактики по лучевым скоростям и собственным движениям объектов около центральной сверхмассивной черной дыры.
    3. Структура и динамика газопылевой составляющей галактик Местной системы.
    4. Распределение скрытой массы и роль тёмной энергии в нашей галактике и Местной системе (линзирование, законы зависимости скорости вращения Галактики и дисперсии скоростей движения источников от расстояния до центра Галактики).
    5. Структура, динамика и эволюция газопылевой составляющей и скрытой массы галактик и квазаров; слияние галактик; вспышки звездообразования; мегамазеры; влияние тёмной энергии.
    6. Поиск и исследование галактик с большим количеством пыли, излучающих в основном в дальнем инфракрасном диапазоне.
    7. Структура и физические процессы в ядрах галактик разных типов и их эволюция.
    8. Структура, динамика и эволюция скоплений галактик и сверхскоплений, распределение в них скрытой массы, роль темной энергии.
    9. Эффект Зельдовича-Сюняева (в скоплениях галактик с протяженными горячими оболочками и в протяженных структурах радиогалактик) по аномальному спектру в миллиметровом, субмиллиметровом и инфракрасном диапазонах.
    10. Протяженные структуры около радиогалактик, проявляемые по синхротронному излучению и рассеянию излучения ядра.
    11. Структура и динамика столкновения галактик, роль скрытой массы и тёмной энергии (по распределению скоростей объектов).
    12. Ранние галактики, обнаружение галактик на стадии образования, изучение их последующей эволюции, в том числе, возникновение звездной и газопылевой составляющих, магнитного поля и скрытой массы.
    13. Спектрополяриметрия областей послесвечения гамма-всплесков на миллиметровых, субмиллиметровых и инфракрасных волнах, зависимость данных от красного смещения.
    14. Поиски проявления астроинженерной деятельности в Галактике и Вселенной.

    Космология.

    1. Внегалактические сверхновые и определение космологических параметров Вселенной.
    2. Химическая эволюция галактик.
    3. Диаграмма Хаббла в субмиллиметровом и инфракрасном дидиапазоне
    4. Диаграмма угловой размер – красное смещение и космология.
    5. Пространственные флуктуации реликтового излучения в субмиллиметровом диапазоне и космология.
    6. Поиск догалактических объектов; изучение ранних этапов эволюции Вселенной от эпох рекомбинации и реионизации (рекомбинационные и молекулярные линии) до начала образования звезд и галактик; поиск первичных черных дыр.
    7. Эффекты, связанные с возможной эволюцией скрытой материи и темной энергии, уравнение состояния для темной энергии, реликты инфляции (доменные стенки, струны, магнитные монополи, неизвестные частицы, зеркальная материя, кротовые норы, модель многоэлементной Вселенной, наблюдательные проявления теории струн и возможных дополнительных пространственных размерностей).
    Режим радиоинтерферометра.
    1. Физические процессы в ядрах галактик вблизи горизонта событий черных дыр звёздных масс и сверхмассивных (для объектов с разными красными смещениями и для ядра нашей галактики).
    2. Процесс ускорения электронов и частиц космических лучей по их синхротронному излучению.
    3. Структура и динамика ядер галактик со «сверхсветовыми» собственными движениями.
    4. Эволюция галактик и их ядер по зависимости их параметров от красного смещения.
    5. Измерение собственных движений, космологического собственного движения и параллаксов ультракомпактных внегалактических источников.
    6. Структура и динамика галактик, по эффектам гравитационного линзирования.
    7. Поиск входов в кротовые норы для некоторых галактических и внегалактических объектов по специфической структуре магнитного поля и распределению излучения внутри ожидаемого горизонта событий, поиск проявлений многокомпонентной вселенной (Multiverse).
    8. Структура двойных ядер галактик и физические процессы в их окрестностях.
    9. Структура и динамика областей излучения в районах гамма-всплесков.
    10. Собственные движения нейтронных/кварковых звёзд (пульсары с растущим с частотой спектром).
     
     
    ASL editor (часть 1)
    ASL editor (часть 2)
    ASL editor (часть 3)
    ASL самокалибровка (часть 1)
    ASL самокалибровка (часть 2)
    ASL редактор палитры
    Многочастотная
    обработка изображений
    UVX-формат
     
     
     
    Отчет о результатах обработки интерферометрических наблюдений на базе “Пущино - Радиоастрон” на волне 1.35 см
     
     
    РСДБ-наблюдения на однобазовом интерферометре “Пущино - Калязин”
     
     
    4-station ground based VLBI pre-launch test of "Radioastron" recording mode
     
     
    Comparision Ariadna and Caicif2 delay modeles
     
     
     
    Научная программа
    Орбита
    Состав обсерватории
    Материал для изготовления КТ
    Функциональные системы
    Приёмный комплекс