Поиск компактной мерцающей компоненты в ОСН 3C58 в декаметровом диапазоне длин волн
Путем наблюдений межпланетных мерцаний с рекордной для декаметрового диапазона длин волн чувствительностью установлена верхняя граница потока непрерывного радиоизлучения компактного источника в ОСН 3С58 на уровне (2.7 ± 0.9) Ян. Поскольку чувствительность наблюдений позволяет регистрировать поток, к...
Saved in:
| Published in: | Радиофизика и радиоастрономия |
|---|---|
| Date: | 2014 |
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Радіоастрономічний інститут НАН України
2014
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/100320 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Поиск компактной мерцающей компоненты в ОСН 3C58 в декаметровом диапазоне длин волн / Н.Н. Калиниченко // Радиофизика и радиоастрономия. — 2014. — Т. 19, № 1. — С. 3-9. — Бібліогр.: 24 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860200808237236224 |
|---|---|
| author | Калиниченко, Н.Н. |
| author_facet | Калиниченко, Н.Н. |
| citation_txt | Поиск компактной мерцающей компоненты в ОСН 3C58 в декаметровом диапазоне длин волн / Н.Н. Калиниченко // Радиофизика и радиоастрономия. — 2014. — Т. 19, № 1. — С. 3-9. — Бібліогр.: 24 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Радиофизика и радиоастрономия |
| description | Путем наблюдений межпланетных мерцаний с рекордной для декаметрового диапазона длин волн чувствительностью установлена верхняя граница потока непрерывного радиоизлучения компактного источника в ОСН 3С58 на уровне (2.7 ± 0.9) Ян. Поскольку чувствительность наблюдений позволяет регистрировать поток, который следовало бы ожидать в декаметровом диапазоне длин волн при спектральном индексе α ≈ 2.8 (имеющем место на частотах выше 100 МГц), отсутствие регистрации излучения компактного источника объясняется меньшим значением спектрального индекса на низких частотах (наличием излома в спектре радиоизлучения).
Шляхом спостережень міжпланетних мерехтінь з рекордною для декаметрового діапазону довжин хвиль чутливістю встановлено верхню межу потоку безперервного радіовипромінювання компактного джерела в ОСН 3С58 на рівні (2.7 ± 0.9) Ян. Оскільки чутливість спостережень дозволяє реєструвати потік, який слід би очікувати в декаметровому діапазоні довжин хвиль при спектральному індексі α ≈ 2.8 (який має місце на частотах понад 100 МГц), відсутність реєстрації випромінювання компактного джерела пояснюється меншим значенням спектрального індексу на низьких частотах (наявністю зламу в спектрі радіовипромінювання).
The upper limit for the flux of a compact source of continuum radio emission in SNR 3C58, (2.7 ± 0.9) Jy, was obtained by the highest sensitive observations of interplanetary scintillations at decameter wavelengths. As the sensitivity of observations allows detecting the flux which could be expected at decameter wavelengths for the spectral index α ≈ 2.8 (as at frequencies above 100 MHz) the non-detection of compact source emission is explained by the less value of spectral index at low frequencies (the presence of the cut-off in radio emission spectrum).
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:10:20Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 1027-9636. Радиофизика и радиоастрономия. Т. 19, № 1, 2014 3
Радиофизика и радиоастрономия. 2014, Т. 19, № 1, c. 3–9
© Н. Н. Калиниченко, 2014
ÐÀÄÈÎÀÑÒÐÎÍÎÌÈß È ÀÑÒÐÎÔÈÇÈÊÀ
Н. Н. КАЛИНИЧЕНКО
Радиоастрономический институт НАН Украины,
ул. Краснознаменная, 4, г. Харьков, 61002, Украина
kalinich@rian.kharkov.ua
ÏÎÈÑÊ ÊÎÌÏÀÊÒÍÎÉ ÌÅÐÖÀÞÙÅÉ ÊÎÌÏÎÍÅÍÒÛ
 ÎÑÍ 3Ñ58  ÄÅÊÀÌÅÒÐÎÂÎÌ ÄÈÀÏÀÇÎÍÅ ÄËÈÍ ÂÎËÍ
Путем наблюдений межпланетных мерцаний с рекордной для декаметрового диапазона длин волн чувствительностью
установлена верхняя граница потока непрерывного радиоизлучения компактного источника в ОСН 3С58 на уровне
. .(2 7 0 9)± Ян. Поскольку чувствительность наблюдений позволяет регистрировать поток, который следовало бы
ожидать в декаметровом диапазоне длин волн при спектральном индексе .2 8α ≈ (имеющем место на частотах выше
100 МГц), отсутствие регистрации излучения компактного источника объясняется меньшим значением спектрально-
го индекса на низких частотах (наличием излома в спектре радиоизлучения).
Ключевые слова: остаток сверхновой, звездный остаток, межпланетные мерцания, декаметровый диапазон
УДК 523.164.42
1. Ââåäåíèå
“Крабоподобный” остаток сверхновой (ОСН) 3С58
(G130.7+3.1 в каталоге Green Catalog of Super-
nova Remnents) с координатами центра 2000α =
02 05 41 ,h m s 200 64 49′δ = ° впервые был обнаружен
на радиочастотах [1], а затем идентифицирован
в оптическом диапазоне по наблюдениям в линии
излучения Hα [2]. Есть много общего между ОСН
3С58 и ОСН Крабовидная туманность (3C144).
Как и Крабовидная туманность, ОСН 3С58 выг-
лядит как аморфная изрезанная волокнами туман-
ность с максимумом яркости в центре – плерион [3].
Близки расстояния от Земли до обоих остатков,
а также их угловые размеры (2 кпк, 6 4′ ′× и 2.6 кпк,
6 9′ ′× соответственно). ОСН 3С58 многими ис-
следователями ассоциируется с исторической
сверхновой 1181 г. [4], т. е. считается очень моло-
дым остатком (832 года). Однако этот вопрос пока
не выяснен до конца. Так, радиальная скорость
волокон ОСН 3С58 в радио- [3] и оптическом [5]
диапазонах в два раза меньше соответствующей
скорости волокон Крабовидной туманности, что
требует принятия предположений либо о большем
возрасте остатка 3С58, либо о значительно более
слабом взрыве, приведшем к его образованию,
либо о наличии дополнительного замедления
вследствие взаимодействия с окружающей меж-
звездной средой. Что кардинально отличает два
рассматриваемых ОСН, так это большая разни-
ца в мощности излучения во всех диапазонах волн.
Крабовидная туманность – это один из самых
мощных источников космического излучения в
радио-, оптическом и рентгеновском диапазонах.
ОСН 3С58 слабее в десятки раз в радиодиапазо-
не (на частотах выше 100 МГц) и в тысячи раз в
рентгеновском диапазоне. Излучение пульсара
J0205+64 (период вращения 66 мс) в центре ОСН
3С58 слабее излучения пульсара J0535+22 (пери-
од вращения 33 мс) в ОСН Крабовидная туман-
ность в 530 и 250 раз на частотах 111 и 1375 МГц
соответственно [6, 7].
Разгадать природу столь уникального объек-
та, каким является ОСН 3С58, возможно лишь
с помощью новых измерений с высокой чувстви-
тельностью во всех частотных диапазонах. Так,
измерения в декаметровом диапазоне радиоволн
позволили бы доказать или опровергнуть нали-
чие гало вокруг ОСН 3С58, которое, вероятно,
возникло бы, если бы имело место существенное
торможение остатка при взаимодействии с окру-
жающим межзвездным газом. К сожалению,
несмотря на сравнительно большое предсказы-
ваемое значение потока излучения, порядка
45 Ян, в предположении отсутствия завала на низ-
ких частотах (в диапазоне от 74 МГц до 327 МГц
4 ISSN 1027-9636. Радиофизика и радиоастрономия. Т. 19, № 1, 2014
Н. Н. Калиниченко
спектральный индекс составляет 0.05), ОСН 3С58
не был обнаружен при измерениях на радиоте-
лескопе УТР-2 в режиме обзора неба на фикси-
рованных частотах 12.6, 14.7, 16.7, 20 и 25 МГц
с полосой приема на каждой частоте 10 кГц [8].
Исключительную важность представляют иссле-
дования компактного радиоисточника в центре
ОСН 3C58, который ассоциируется со звездным
остатком – пульсаром, и является источником,
накачивающим энергией окружающую пуль-
сарную туманность. Такие компактные радиоис-
точники можно обнаружить с помощью метода
межпланетных мерцаний [9]. В работе [10] сооб-
щалось о регистрации излучения компактного мер-
цающего радиоисточника в ОСН 3С58 на часто-
те 102 МГц с потоком (1 0.5)± Ян. Другие авто-
ры не подтвердили наличие мерцающего радио-
источника в этом ОСН на частоте 81.5 МГц [11].
Возможно, это говорит об увеличении угловых
размеров компактного источника вследствие
рассеяния на неоднородностях среды. На дека-
метровых радиоволнах ОСН 3С58 не исследо-
вался методом межпланетных мерцаний.
Цель настоящей работы – попытка экспери-
ментально обнаружить компактный радиоисточ-
ник в ОСН 3С58 по наблюдениям межпланетных
мерцаний в декаметровом диапазоне длин волн.
Поскольку такой радиоисточник должен быть
достаточно слабым (с потоком излучения поряд-
ка 4 Ян, если предположить, что спектральный
индекс 2.8,α ≈ определенный на частотах выше
100 МГц, остается неизменным и в декамет-
ровом диапазоне длин волн), особое внимание
будет уделено реализации рекордной для наблю-
дений межпланетных мерцаний эффективной по-
лосы приема порядка 7 МГц.
2. Ìåòîäèêà ïîèñêà êîìïàêòíûõ
ðàäèîèñòî÷íèêîâ
Рассеяние радиоизлучения компактных космичес-
ких радиоисточников неоднородностями межпла-
нетной плазмы приводит к образованию на повер-
хности Земли пространственных флуктуаций ин-
тенсивности, дифракционной картины. Движение
неоднородностей межпланетной плазмы трансфор-
мирует дифракционную картину во временные
флуктуации интенсивности, известные как меж-
планетные мерцания. Наблюдения межпланетных
мерцаний позволяют получать информацию
о характеристиках межпланетной плазмы и оце-
нивать параметры излучающего радиоисточни-
ка [9]. При решении задач поиска компактных
радиоисточников в декаметровом диапазоне
длин волн и оценки их угловых размеров наиболее
удобно применять анализ энергетического спект-
ра мерцаний.
Типичный энергетический спектр мерцаний
компактного космического радиоисточника в
декаметровом диапазоне длин волн ( )P ν приве-
ден на рис. 1. Он представляет собой сумму трех
спектров:
ми ммп ш( ) ( ) ( ) ( ),P P P Pν = ν + ν + ν
где миP – вклад ионосферы; ммпP – вклад межпла-
нетной среды; шP – спектр шума, включающий
вклад протяженной немерцающей компоненты;
ν – флуктуационная частота. На горизонтальной
оси отмечены важные частоты энергетического
спектра мерцаний: п_миν – частота перегиба спек-
тра ионосферных мерцаний (~ 0.005 0.02÷ Гц);
п _ммпν – частота перегиба спектра межпланет-
ных мерцаний (~ 0.1 0.3÷ Гц); p1ν и p2ν – часто-
ты, на которых спектральная плотность межпла-
нетных мерцаний становиться равной спектраль-
ной плотности ионосферных мерцаний и спектраль-
ной плотности шума соответственно (0.02 0.04÷
и 1 3÷ Гц). Разница в ширинах спектров ионос-
ферных и межпланетных мерцаний достаточно
велика, чтобы эти спектры могли быть изучены
каждый по отдельности [12, 13].
Представляет интерес оценка углового разме-
ра первой зоны Френеля Fθ для межпланетной
Рис. 1. Типичный спектр мерцаний компактного космическо-
го радиоисточника в декаметровом диапазоне длин волн
ISSN 1027-9636. Радиофизика и радиоастрономия. Т. 19, № 1, 2014 5
Поиск компактной мерцающей компоненты в ОСН 3С58 в декаметровом диапазоне длин волн
среды и ионосферы Земли в интересуемом диа-
пазоне рабочих частот. Значение Fθ определяет
будет или нет радиоисточник мерцать на неодно-
родностях указанных сред,
0
1 ,F k z
θ = (1)
где 0 2k = π λ – волновое число, λ – длина волны
излучения; z – расстояние до рассеивающего слоя.
Для 1z = а. е. (межпланетная среда) и 12λ = м
выражение (1) дает 5 ,F ′′θ ≈ а для ионосферы
( 350z = км) – 50 .F ′θ ≈
В связи с этим возможна реализация трех слу-
чаев:
1. Спектр ( )P ν плоский. Это значит, что
радиоисточник не содержит какой-либо детали
с угловым размером 50 .′θ <
2. Спектр ( )P ν содержит только части миP
и ш .P Это означает, что угловые размеры радио-
источника находятся в пределах 5 50 .′′ ′< θ <
3. Радиоисточник, в спектре которого при-
сутствует компонента ммпP (другими словами,
присутствуют флуктуации с частотой 1),pν > ν
имеет угловые размеры меньше 5 .′′ В случае
ОСН 3С58 такой радиоисточник с высокой ве-
роятностью может быть звездным остатком
взрыва сверхновой, и он является целью настоя-
щего поиска.
Оценим чувствительность поиска. Для этого
энергетические спектры межпланетных мерца-
ний ммпP и шума шP аппроксимируем степенной
функцией вида
ммп , ш
1
ммп, ш
п_ммп, п_ш
( ) 1 .P
−α⎛ ⎞⎛ ⎞ν⎜ ⎟ν = + ⎜ ⎟⎜ ⎟⎜ ⎟ν⎝ ⎠⎝ ⎠
(2)
Для аддитивного шума ш 2α = и п_ш
1 ,
2
ν =
πτ
τ –
постоянная времени RC интегратора. Для меж-
планетных мерцаний ммп 2 4,α = ÷ п_ммп 0.2ν ≈ Гц
(среднее значение). Тогда с учетом (2) несложно
получить выражение для динамического диапа-
зона спектра мерцаний:
2 2
п_шммп ммп ммп
2 2
ш п_ммп п_ммпш ш
(0) ,
(0) 2
P
P
νσ γ σ= γ =
ν πτνσ σ
где значение коэффициента γ изменяется в пре-
делах 1.1 1.4÷ в зависимости от крутизны спект-
ра межпланетных мерцаний.
Используя известные выражения для диспер-
сии межпланетных мерцаний,
2 2 2
эф2
ммп 2 ,
m S A
k
σ = и
дисперсии шума,
2
2 сист
ш
Т
f
σ =
Δ τ
(k – постоянная
Больцмана, эфA – эффективная площадь радио-
телескопа УТР-2, S – спектральная плотность
потока радиоисточника, m – индекс мерцаний,
систT – шумовая температура системы, fΔ –
полоса пропускания радиометра), получим
2 2 2
эфммп
2 2
ш сист п _ммп
(0) .
(0) 2
m S A fP
P k Т
Δ
= γ
πν
Обозначив ммп ш(0) (0)Р Р через β и пола-
гая 1.3γ = (среднее значение), получим формулу
для оценки минимальной плотности потока, кото-
рая может быть обнаружена в процессе нашего
поиска:
п_ммпсист
min
эф
.
0.052
kT
S mA f
ν β=
Δ
При 5 2
эф 1.5 10 мA = ⋅ (режим перемноже-
ния), 0.1,m = 4
сист 3.8 10T = ⋅ К (для средней час-
тоты 24.8f = МГц полосы рабочих частот),
7fΔ = МГц, п_ммп 0.2ν = Гц и 1.1β = минималь-
ная плотность потока min (2.7 0.9)S ≈ ± Ян.
3. Íàáëþäåíèÿ
Поиск компактного мерцающего радиоисточни-
ка в ОСН 3С58 проводился на радиотелескопе
УТР-2 (пос. Граково, Харьковской области) [14].
Широкополосный (8 32÷ МГц) Т-образный радио-
телескоп УТР-2 состоит из двух антенных реше-
ток: “С–Ю” (направление север – юг) и “З–В” (на-
правление запад – восток), – и имеет в настоя-
щее время наибольшую эффективную площадь,
а следовательно, обеспечивает наилучшую чувст-
вительность в указанном диапазоне частот, что
является ключевым вопросом при решении по-
ставленной задачи. Наблюдения были проведены
двумя сессиями с 24 по 31 января и с 14 по 21
февраля 2011 г. на элонгациях 90 100 .° ÷ ° В этом
диапазоне углов между направлением на Солнце
6 ISSN 1027-9636. Радиофизика и радиоастрономия. Т. 19, № 1, 2014
Н. Н. Калиниченко
и направлением на радиоисточник индекс межпла-
нетных мерцаний декаметрового радиоизлучения
достигает своего максимума [15, 16].
ОСН 3С58 наблюдался в интервале часовых
углов h1± вблизи верхней кульминации сканами
по 4 мин. Дополнительно, для сравнения полу-
чаемых результатов, до и после окончания на-
блюдений ОСН 3С58 велась запись сигналов
радиоисточника 3С47 и ОСН Крабовидная ту-
манность. Данные регистрировались цифровым
спектральным анализатором DSP-z [17]. Этот
широкополосный ( 32fΔ = МГц) цифровой спект-
ральный анализатор имеет большой динамичес-
кий диапазон (более 70 дБ) и позволяет в режи-
ме спектроанализатора путем преобразования
Фурье принимаемого сигнала получать до 8192
отдельных частотных каналов с разрешением
4 кГц. На входы DSP-z подавалась сумма и раз-
ность сигналов антенн “С–Ю” и “З–В”. Запись
данных производилась в режиме полной мощнос-
ти со следующими параметрами анализа: полоса
рабочих частот 20.63 28.88÷ МГц, постоянная
усреднения индивидуальных спектров ус 20t = мс
или 100 мс. Режим полной мощности – это один
из возможных режимов работы DSP-z, при кото-
ром входные сигналы (в нашем случае сигналы
суммы и разности) ( )x± τ преобразуются в дву-
мерные спектрограммы ( , )u t f± или динамичес-
кие спектры посредством преобразования Фурье:
2( , ) ( , ) ,u t f X t f± ±=
2
2
2
1( , ) ( ) ( ) d .
t T
i f
t T
X t f x g t e
T
+
− π τ
±
−
= τ τ − τ∫∓
Здесь T – длительность окна, скользящего вдоль
оси времени,
,swT N t= Δ
где wN – размер окна (количество отсчетов в
окне), 1 ,s
s
t
f
Δ = sf – частота дискретизации дан-
ных; ( )g tτ − – оконнаяфункция, t – положение цен-
тра окна.
В нашем случае 1412 16384,wN = = 66sf = МГц,
и мы имеем 2048 частотных канала, отстоящих
на 4s wf f NΔ = ≈ кГц друг от друга.
Далее мощность суммы и мощность разности
сигналов антенн, полученные с помощью DSPz,
использовались для расчета сигнала ,u u u+ −= −
соответствующего перемноженной диаграмме на-
правленности радиотелескопа УТР-2. На рис. 2
показаны примеры динамических спектров мер-
цаний ( , )u t f с частотным разрешением 4 кГц
(наблюдения 30 января 2011 г.). На рис. 2, а при-
ведено 2 скана радиоисточника 3С47 и 7 сканов
ОСН 3С58, на рис. 2, б и рис. 2, в – динамические
спектры флуктуаций интенсивности сигналов,
принимаемых с направлений на ОСН 3С58 и ОСН
Рис. 2. Динамические спектры флуктуаций интенсивности I
сигналов, принятых с направлений на квазар 3С47, 2 скана,
и на ОСН 3С58, 7 сканов, (а); на ОСН 3С58, 1 скан, (б);
на ОСН Крабовидная туманность, 1 скан, (в)
ISSN 1027-9636. Радиофизика и радиоастрономия. Т. 19, № 1, 2014 7
Поиск компактной мерцающей компоненты в ОСН 3С58 в декаметровом диапазоне длин волн
Крабовидная туманность соответственно. Замет-
но существенное отличие динамического спект-
ра флуктуаций интенсивности сигнала для ОСН
3С58 от динамических спектров для ОСН Кра-
бовидная туманность и квазара 3С47.
4. Îáðàáîòêà äàííûõ è ðåçóëüòàòû
На первом этапе обработка данных состояла
в удалении из динамических спектров каналов,
пораженных помехами, и усреднении оставшихся
каналов для получения максимально возможной
чувствительности. Несмотря на непростую поме-
ховую обстановку в период проведения экспери-
мента (вечернее время), удалось получить рекорд-
ную для наблюдений мерцаний на декаметровых
радиоволнах эффективную полосу пропускания
порядка 7 МГц.
Дальнейшая обработка экспериментальных
данных состояла в оценке энергетического спек-
тра ( )P ν по формуле [18]
2( ) ( ) ,P F Tν = ν
где ( )F ν – преобразование Фурье процесса флук-
туаций интенсивности радиоисточника ( ),I t ν –
частота мерцаний, T – длительность реализации.
Выбирались реализации в центре сканов длитель-
ностью 20 30T = ÷ с.
На рис. 3 представлен пример усредненных
спектров флуктуаций интенсивности сигналов,
принятых с направлений на ОСН 3С58 (кривая 1)
и ОСН Крабовидная туманность (кривая 2) 30 ян-
варя 2011 г. Видно, что спектры существенно от-
личаются шириной. В спектре 1 отсутствуют флук-
туации интенсивности, связанные с мерцания-
ми на неоднородностях межпланетной плазмы,
в то время как в спектре 2 они явно присутствуют
(флуктуационные частоты 0.2 Гц 2 Гц).< ν <
Анализ динамического спектра флуктуаций
интенсивности сигнала, принятого с направления
на ОСН 3С58, (рис. 2, б) показывает, что низко-
частотная модуляция, которая проявляет себя в
спектре 1 в виде подъема на частотах 0.2ν < Гц,
объясняется эффектом спутывания с одним из
мощных немерцающих радиоисточников (наибо-
лее вероятно с ОСН HB3). Энергетические спек-
тры мерцаний, полученные в другие дни наблю-
дений, аналогичны приведенным на рис. 3.
Необнаружение мерцающего радиоисточника
в ОСН может иметь по крайней мере пять воз-
можных причин: 1) отсутствие в ОСН звездного
остатка (нейтронной звезды), 2) радиотихий звез-
дный остаток, 3) влияние эффекта направлен-
ности излучения, 4) увеличение угловых разме-
ров вследствие межзвездного рассеяния, 5) низ-
кая чувствительность радиотелескопа. В случае
ОСН 3С58 первые три причины исключены, по-
скольку в остатке надежно обнаружен радиопуль-
сар J0205+64 [6, 7]. Остановимся более подробно
на пункте 4 и оценим увеличение углового разме-
ра пульсара J0205+64 вследствие межзвездного
рассеяния, для чего воспользуемся формулой,
которая была получена в работе [19]:
2.2 0.5 6
050( 10) ( ) 10 ,DM DM −θ = λ ⋅
где 1200λ = см – длина волны, на которой прово-
дились наблюдения (25 МГц); константа
3
0 25 пк cм ;DM −= ⋅ 3141 пк cмDM −= ⋅ – мера
дисперсии для радиопульсара J0205+64 согласно
данным работы [6]; θ измеряется в угловых се-
кундах.
Результат расчета ( 4 )′′θ ≈ оказывается мень-
ше углового размера первой зоны Френеля для
межпланетной среды ( 5 ).F ′′θ ≈ Таким образом,
отсутствие регистрации компактного радиоис-
точника нельзя объяснить его большими угловы-
ми размерами. Звездный остаток в ОСН 3С58
должен показывать межпланетные мерцания, хотя
и ослабленные в силу конечных угловых раз-
меров.
Рис. 3. Пример усредненных спектров флуктуаций интен-
сивности сигналов, принятых с направлений на ОСН 3С58
(кривая 1) и ОСН Крабовидная туманность (кривая 2)
30 января 2011 г. Вертикальной пунктирной линией обо-
значена частота 0.25 Гц
8 ISSN 1027-9636. Радиофизика и радиоастрономия. Т. 19, № 1, 2014
Н. Н. Калиниченко
Из спектра 2 на рис. 3 можно оценить пара-
метры п_ммп 0.2ν ≈ Гц и 32.5 10 .β ≈ ⋅ Поток излу-
чения компактного радиоисточника в ОСН Кра-
бовидная туманность по той же методике оценки
составляет порядка 840 Ян. Усреднение по всем
дням обеих сессий наблюдений дает окончатель-
ный результат: (900 100)± Ян. Таким образом,
поток излучения компактного радиоисточника
в ОСН 3С58 на частоте 25 МГц минимум в 300 раз
слабее аналогичного источника в ОСН Крабо-
видная туманность.
На рис. 4 представлен спектр радиоизлучения
пульсара J0205+64, который построен по резуль-
татам настоящего поиска (самая низкочастот-
ная точка) и данным работ [6, 7, 20, 21]. Вероят-
но, на частотах меньше 100 МГц имеет место
излом спектра радиоизлучения источника (такие
спектры с изломом характерны для многих пуль-
саров [22]). Ранее был предложен ряд объясне-
ний излома в спектре пульсара J0535+22 в ОСН
Крабовидная туманность (см., например, [23, 24]).
Возможно, аналогичные механизмы работают и в
случае пульсара J0205+64 в ОСН 3С58. Однако
полученные в настоящей работе данные не позво-
ляют отдать предпочтение какому-либо из них.
Окончательный вывод можно будет сделать,
реализовав более высокую чувствительность
наблюдений. Особый интерес в этой связи пред-
ставляет строительство гигантских низкочастот-
ных радиотелескопов нового поколения: LOFAR
(Голландия), SKA (Австралия), ГУРТ (Украина).
5. Âûâîäû
1. С рекордной для наблюдений межпланетных
мерцаний в декаметровом диапазоне волн чувстви-
тельностью (2.7 Ян) проведен поиск компактного
радиоисточника в ОСН 3С58.
2. Предложена методика поиска компакт-
ных мерцающих радиоисточников декаметрово-
го радиоизлучения, которая основана на анализе
и учете особенностей энергетического спектра
мерцаний.
3. Наблюдения и анализ флуктуаций интенсив-
ности сигнала, принятого с направления на ОСН
3С58, позволил установить верхнюю границу по-
тока излучения в радиоконтинууме звездно-
го остатка (пульсара J0205+64) в диапазоне
20 28÷ МГц на уровне (2.7 0.9)± Ян. Это более
чем в 300 раз меньше потока излучения ком-
пактного радиоисточника в ОСН Крабовидная ту-
манность, (900 100)± Ян, который также был
оценен в настоящей работе по той же методике.
4. Поскольку чувствительность поиска позво-
ляла регистрировать поток излучения, который сле-
довало бы ожидать в декаметровом диапазоне длин
волн при спектральном индексе 2.8α ≈ (имею-
щем место на частотах выше 100 МГц), отсут-
ствие регистрации излучения пульсара J0205+64,
вероятно, можно объяснить наличием излома
в спектре его радиоизлучения на низких частотах.
Автор выражает благодарность О. М. Ульянову и
И. Н. Жуку за полезные замечания и обсуждения.
Работа выполнена при частичной финансовой
поддержке Целевой комплексной программы
НАН Украины по научным космическим иссле-
дованиям на 2012–2016 гг.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
01. Weiler K. W. and Seielstad G. A. Synthesis of the Polari-
zation Properties of 3C 10 and 3C 58 at 1420 and
2880 MHz // Astrophys. J. – 1971. – Vol. 163, No. 2. –
P. 455–478.
02. Van den Bergh S. A systematic search for galactic super-
nova remnants // Astrophys. J. Suppl. Ser. – 1978. –
Vol. 38, No. 10. – P. 119–128.
03. Bietenholz M. F. Radio Images of 3C 58: Expansion and
Motion of Its Wisp // Astrophys. J. – 2006. – Vol. 645,
No. 2. – P. 1180–1187.
04. Stephenson F. R. and Green D. A. Historical supernovae
and their remnants. – Oxford: Clarendon Press, 2002.
5. Fesen R., Rudie G., Hurford A., and Soto A. Optical Imaging
and Spectroscopy of the Galactic Supernova Remnant
Рис. 4. Спектр радиоизлучения пульсара J0205+64, построен-
ный по результатам настоящего поиска (самые низкочастот-
ные данные) и результатам других работ [6, 7, 20, 21]. Сплош-
ная линия соответствует спектру со спектральным индексом
2.8α =
ISSN 1027-9636. Радиофизика и радиоастрономия. Т. 19, № 1, 2014 9
Поиск компактной мерцающей компоненты в ОСН 3С58 в декаметровом диапазоне длин волн
3C 58 (G130.7+3.1) // Astrophys. J. Suppl. Ser. – 2008. –
Vol. 174, No. 2. – P. 379–395.
06. Малофеев В. М., Малов И. Ф., Малов О. И., Глушак А. П.
Радиопульсар J0205+6449 в остатке сверхновой 3С58 //
Астрономический журнал. – 2003. – Т. 80, № 5. –
С. 449–457.
07. Camilo F., Stairs I. H., Lorimer D. R., Backer D. C.,
Ransom S. M., Klein B., Wielebinski R., Kramer M.,
McLaughlin M. A., Arzoumanian Z., and Muller P.
Discovery of Radio Pulsations from the X-Ray Pulsar
J0205+6449 in Supernova Remnant 3C 58 with the Green
Bank Telescope // Astrophys. J. – 2002. – Vol. 571, No. 1. –
P. 41–44.
08. Сидорчук М. А., Абраменков Е. А. Остатки вспышек
сверхновых HB3, 3C58 и IC443 в декаметровом диа-
пазоне длин волн // Радиофизика и радиоастрономия. –
2006. – Т. 11, № 2. – С. 134–154.
09. Hewish A., Scott P. F., and Wills D. Interplanetary Scintil-
lation of Small Diameter Radio Sources // Nature. –
1964. – Vol. 203, Is. 4951. – P. 1214–1217.
10. Пынзарь А. В., Удальцов В. А. Поиск галактических ком-
пактных источников в остатках вспышек сверхновых //
Астрономический журнал. – 1983. – Т. 60, № 3. –
С. 493–502.
11. Purvis A., Tappin S. J., Rees W. G., Hewish A., and Duf-
fett-Smith P. J. The Cambridge IPS survey at 81.5 MHz //
Mon. Not. R. Astron. Soc. – 1987. – Vol. 229. – P. 589–619.
12. Бовкун В. П., Жук И. Н. Спектры мерцаний на неод-
нородностях ионосферы и межпланетной плазмы и воз-
можность их разделения в декаметровом диапазоне
радиоволн // ДАН УССР. – 1981. – Сер. А, №6. –
С. 69–71.
13. Калиниченко Н. Н., Фалькович И. С., Коноваленко А. А.,
Браженко А. И. Разделение межпланетных и ионосфер-
ных мерцаний космических источников в декаметровом
диапазоне радиоволн // Радиофизика и радиоастро-
номия. – 2013. – Т. 18, № 3. – С. 210–219.
14. Брауде С. Я., Мень А. В., Содин Л. Г. Радиотелескоп
декаметрового диапазона волн УТР-2 // Антенны. –
Москва: Связь. – 1978. – Вып. 26. – С. 3–14.
15. Bovkoon V. P. and Zhouck I. N. Scintillations of cosmic
radio sources in the decametre waveband // Astrophys.
Space Sci. – 1981. – Vol. 79, No. 1. – P. 165–180.
16. Калиниченко Н. Н. Мерцания космического радио-
источника 4С21.53 в декаметровом диапазоне волн
на элонгациях 43°–138° // Радиофизика и радиоастро-
номия. – 2011. – Т. 16, № 4. – С. 386–390.
17. Ryabov V. B., Vavriv D. M., Zarka P., Ryabov B. P., Ko-
zhin R. V., Vinogradov V. V., and Denis L. A low-noise,
high-dynamic-range, digital receiver for radio astronomy
applications: an efficient solution for observing radio-bursts
from Jupiter, the Sun, pulsars, and other astrophysical
plasmas below 30 MHz // Astron. Astrophys. – 2010. –
Vol. 510. – A16, doi: 10.1051/0004–6361/20091335.
18. Марпл С. Л. Цифровой спектральный анализ и его при-
ложения. – М.: Мир, 1990. – 584 с.
19. Шишов В. И. Турбулентная межзвездная плазма и сверх-
высокое угловое разрешение в радиоастрономии //
Астрономический журнал. – 2001. – Т. 78, № 3. –
C. 229–237.
20. Dewey R. J., Taylor J. H., Weisberg J. M., and Stokes G. H.
A search for low-luminosity pulsars // Astrophys. J. –
1985. – Vol. 294, No. 7. – P. L25–L29.
21. Lorimer D. R., Lyne A. G., and Camilo F. A search for
pulsars in supernova remnants // Astron. Astrophys. –
1998. – Vol. 331, No. 3. – P. 1002–1010.
22. Sieber W. Pulsar spectra: a summary // Astron. Astro-
phys. – 1973. – Vol. 28. – P. 237–252.
23. Бовкун В. П., Жук И. Н., Соболев Я. М. Низкочас-
тотный компактный источник в Крабовидной туман-
ности // Астрономический журнал. – 1987. – Т. 64,
№ 4. – C. 734–741.
24. Rankin J. M., Comella J. M., Craft H. D., Richards D. W.,
Campbell D. B., and Counselman C. C. Radio pulse shapes,
flux densities, and dispersion of pulsar NP 0532 // Astro-
phys. J. – 1970. – Vol. 162. – P. 707–725.
М. М. Калініченко
Радіоастрономічний інститут НАН України,
вул. Червонопрапорна, 4, м. Харків, 61002, Україна
ПОШУК КОМПАКТНОЇ МЕРЕХТЛИВОЇ
КОМПОНЕНТИ В ОСН 3С58 У ДЕКАМЕТРОВОМУ
ДІАПАЗОНІ ДОВЖИН ХВИЛЬ
Шляхом спостережень міжпланетних мерехтінь з рекорд-
ною для декаметрового діапазону довжин хвиль чутли-
вістю встановлено верхню межу потоку безперервного ра-
діовипромінювання компактного джерела в ОСН 3С58
на рівні (2.7 0.9)± Ян. Оскільки чутливість спостережень
дозволяє реєструвати потік, який слід би очікувати в дека-
метровому діапазоні довжин хвиль при спектральному
індексі 2.8α ≈ (який має місце на частотах понад 100 МГц),
відсутність реєстрації випромінювання компактного дже-
рела пояснюється меншим значенням спектрального індек-
су на низьких частотах (наявністю зламу в спектрі радіо-
випромінювання).
N. N. Kalinichenko
Institute of Radio Astronomy, National Academy
of Sciences of Ukraine,
4, Chervonopraporna St., Kharkiv, 61002, Ukraine
SEARCH FOR A COMPACT
SCINTILLATING COMPONENT
IN SNR 3С58 AT DECAMETER WAVELENGTHS
The upper limit for the flux of a compact source of continuum
radio emission in SNR 3C58, (2.7 0.9)± Jy, was obtained
by the highest sensitive observations of interplanetary scintil-
lations at decameter wavelengths. As the sensitivity of obser-
vations allows detecting the flux which could be expected
at decameter wavelengths for the spectral index 2.8α ≈ (as
at frequencies above 100 MHz) the non-detection of compact
source emission is explained by the less value of spectral index
at low frequencies (the presence of the cut-off in radio emis-
sion spectrum).
Статья поступила в редакцию 05.12.2013
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-100320 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1027-9636 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:10:20Z |
| publishDate | 2014 |
| publisher | Радіоастрономічний інститут НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Калиниченко, Н.Н. 2016-05-19T18:45:36Z 2016-05-19T18:45:36Z 2014 Поиск компактной мерцающей компоненты в ОСН 3C58 в декаметровом диапазоне длин волн / Н.Н. Калиниченко // Радиофизика и радиоастрономия. — 2014. — Т. 19, № 1. — С. 3-9. — Бібліогр.: 24 назв. — рос. 1027-9636 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/100320 523.164.42 Путем наблюдений межпланетных мерцаний с рекордной для декаметрового диапазона длин волн чувствительностью установлена верхняя граница потока непрерывного радиоизлучения компактного источника в ОСН 3С58 на уровне (2.7 ± 0.9) Ян. Поскольку чувствительность наблюдений позволяет регистрировать поток, который следовало бы ожидать в декаметровом диапазоне длин волн при спектральном индексе α ≈ 2.8 (имеющем место на частотах выше 100 МГц), отсутствие регистрации излучения компактного источника объясняется меньшим значением спектрального индекса на низких частотах (наличием излома в спектре радиоизлучения). Шляхом спостережень міжпланетних мерехтінь з рекордною для декаметрового діапазону довжин хвиль чутливістю встановлено верхню межу потоку безперервного радіовипромінювання компактного джерела в ОСН 3С58 на рівні (2.7 ± 0.9) Ян. Оскільки чутливість спостережень дозволяє реєструвати потік, який слід би очікувати в декаметровому діапазоні довжин хвиль при спектральному індексі α ≈ 2.8 (який має місце на частотах понад 100 МГц), відсутність реєстрації випромінювання компактного джерела пояснюється меншим значенням спектрального індексу на низьких частотах (наявністю зламу в спектрі радіовипромінювання). The upper limit for the flux of a compact source of continuum radio emission in SNR 3C58, (2.7 ± 0.9) Jy, was obtained by the highest sensitive observations of interplanetary scintillations at decameter wavelengths. As the sensitivity of observations allows detecting the flux which could be expected at decameter wavelengths for the spectral index α ≈ 2.8 (as at frequencies above 100 MHz) the non-detection of compact source emission is explained by the less value of spectral index at low frequencies (the presence of the cut-off in radio emission spectrum). Автор выражает благодарность О. М. Ульянову и И. Н. Жуку за полезные замечания и обсуждения. Работа выполнена при частичной финансовой поддержке Целевой комплексной программы НАН Украины по научным космическим исследованиям на 2012–2016 гг. ru Радіоастрономічний інститут НАН України Радиофизика и радиоастрономия Радиоастрономия и астрофизика Поиск компактной мерцающей компоненты в ОСН 3C58 в декаметровом диапазоне длин волн Пошук компактної мерехтливої компоненти в ОСН 3С58 у декаметровому діапазоні довжин хвиль Search for a Compact Scintillating Component in SNR 3C58 at Decameter Wavelengths Article published earlier |
| spellingShingle | Поиск компактной мерцающей компоненты в ОСН 3C58 в декаметровом диапазоне длин волн Калиниченко, Н.Н. Радиоастрономия и астрофизика |
| title | Поиск компактной мерцающей компоненты в ОСН 3C58 в декаметровом диапазоне длин волн |
| title_alt | Пошук компактної мерехтливої компоненти в ОСН 3С58 у декаметровому діапазоні довжин хвиль Search for a Compact Scintillating Component in SNR 3C58 at Decameter Wavelengths |
| title_full | Поиск компактной мерцающей компоненты в ОСН 3C58 в декаметровом диапазоне длин волн |
| title_fullStr | Поиск компактной мерцающей компоненты в ОСН 3C58 в декаметровом диапазоне длин волн |
| title_full_unstemmed | Поиск компактной мерцающей компоненты в ОСН 3C58 в декаметровом диапазоне длин волн |
| title_short | Поиск компактной мерцающей компоненты в ОСН 3C58 в декаметровом диапазоне длин волн |
| title_sort | поиск компактной мерцающей компоненты в осн 3c58 в декаметровом диапазоне длин волн |
| topic | Радиоастрономия и астрофизика |
| topic_facet | Радиоастрономия и астрофизика |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/100320 |
| work_keys_str_mv | AT kaliničenkonn poiskkompaktnoimercaûŝeikomponentyvosn3c58vdekametrovomdiapazonedlinvoln AT kaliničenkonn pošukkompaktnoímerehtlivoíkomponentivosn3s58udekametrovomudíapazonídovžinhvilʹ AT kaliničenkonn searchforacompactscintillatingcomponentinsnr3c58atdecameterwavelengths |