INFLUENCE OF THE SOLAR WIND ON INTERFEROMETRIC OBSERVATIONS AT THE DECAMETER WAVELENGTHS
PACS number: 95.75.Kk, 95.75.-z Purpose: The effect of the Earth’s ionosphere and interplanetary plasma on the radio astronomy observations, in particular, interferometric ones, at decameter waves has been investigated. The amplitude and phase fluctuations of an incident electromagnetic wave field a...
Saved in:
| Date: | 2020 |
|---|---|
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Видавничий дім «Академперіодика»
2020
|
| Subjects: | |
| Online Access: | http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/1329 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Radio physics and radio astronomy |
Institution
Radio physics and radio astronomy| id |
rpra-journalorgua-article-1329 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Radio physics and radio astronomy |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2020-06-09T10:20:32Z |
| collection |
OJS |
| language |
Russian |
| topic |
ionosphere interplanetary medium interferometer scintillation spectrum sensitivity |
| spellingShingle |
ionosphere interplanetary medium interferometer scintillation spectrum sensitivity Shepelev, V. O. Litvinenko, O. A. Georgieva, K. Kirov, B. INFLUENCE OF THE SOLAR WIND ON INTERFEROMETRIC OBSERVATIONS AT THE DECAMETER WAVELENGTHS |
| topic_facet |
ionosphere interplanetary medium interferometer scintillation spectrum sensitivity ионосфера межпланетная среда интерферометр спектр мерцаний чувствительность іоносфера міжпланетне середовище інтерферометр спектр мерехтінь чутливість |
| format |
Article |
| author |
Shepelev, V. O. Litvinenko, O. A. Georgieva, K. Kirov, B. |
| author_facet |
Shepelev, V. O. Litvinenko, O. A. Georgieva, K. Kirov, B. |
| author_sort |
Shepelev, V. O. |
| title |
INFLUENCE OF THE SOLAR WIND ON INTERFEROMETRIC OBSERVATIONS AT THE DECAMETER WAVELENGTHS |
| title_short |
INFLUENCE OF THE SOLAR WIND ON INTERFEROMETRIC OBSERVATIONS AT THE DECAMETER WAVELENGTHS |
| title_full |
INFLUENCE OF THE SOLAR WIND ON INTERFEROMETRIC OBSERVATIONS AT THE DECAMETER WAVELENGTHS |
| title_fullStr |
INFLUENCE OF THE SOLAR WIND ON INTERFEROMETRIC OBSERVATIONS AT THE DECAMETER WAVELENGTHS |
| title_full_unstemmed |
INFLUENCE OF THE SOLAR WIND ON INTERFEROMETRIC OBSERVATIONS AT THE DECAMETER WAVELENGTHS |
| title_sort |
influence of the solar wind on interferometric observations at the decameter wavelengths |
| title_alt |
ВЛИЯНИЕ СОЛНЕЧНОГО ВЕТРА НА ИНТЕРФЕРОМЕТРИЧЕСКИЕ НАБЛЮДЕНИЯ В ДЕКАМЕТРОВОМ ДИАПАЗОНЕ ВПЛИВ СОНЯЧНОГО ВІТРУ НА ІНТЕРФЕРОМЕТРИЧНІ СПОСТЕРЕЖЕННЯ В ДЕКАМЕТРОВОМУ ДІАПАЗОНІ |
| description |
PACS number: 95.75.Kk, 95.75.-z Purpose: The effect of the Earth’s ionosphere and interplanetary plasma on the radio astronomy observations, in particular, interferometric ones, at decameter waves has been investigated. The amplitude and phase fluctuations of an incident electromagnetic wave field are observed upon diffraction by a plasma layer with inhomogeneities of electron density. In interferometric observations, the phase fluctuations of an output signal cause a decrease in coherence time and an increase in the interferometer response spectrum width that limits the time of coherent averaging and reduces the instrument sensitivity. The purpose of the study is to assess the degree of ionospheric and interplanetary scintillations influence on the sensitivity of interferometric observations and to determine the possibility of sensitivity increasing that is needed in observations of angular structure of weak compact radio sources.Design/methodology/approach: To determine the contribution of ionospheric scintillations to the broadening of an interferometer output signal spectrum, the radio source with such an angular size, which prevents its scintillations on the solar wind inhomogeneities, but makes it possible to observe the source using the URAN-2 interferometer with the baseline of 153 km, was used. Processing a large amount of observational data made it possible to determine the signal spectrum width at the output of thе interferometer under the condition of amplitude and phase scintillations on ionospheric inhomogeneities. Then, the interferometer was used to observe a compact radio source, whose signal fluctuations are affected by both the ionosphere and the interplanetary medium. The preliminary obtained spectral widths of the ionosphere scintillations made it possible to single out the effect of just interplanetary inhomogeneities on the interferometer response.Findings: The constraints on the time of coherent averaging imposed by the influence of interplanetary plasma have been determined. Some suggestions as for changing the method of observation with the URAN interferometers at decameter wavelengths are made for more correct and efficient study of weak compact objects. The influence of large-scale features of the solar wind structure, related to the form of lines of force of the interplanetary magnetic field and to the form of spatial spectrum of inhomogeneities on the sensitivity of low-frequency interferometric observations was found. An increase in turbulence of the interplanetary medium beyond the Earth’s orbit lasting up to several days, conjugate with manifestations of the sporadic solar activity, was also detected.Conclusions: The study allows to determine the interplanetary medium influence on the limitation of sensitivity in the interferometric observations and find optimal elongations for studying the angular structure of weak radio sources. An account of solar activity events can be used for a short-term forecast when determining the strategy of highly sensitive observations. The proposed method for detecting the solar wind turbulence can be used in studying the process of interaction of the solar events with the interplanetary medium.Key words: ionosphere, interplanetary medium, interferometer, scintillation spectrum, sensitivityManuscript submitted 12.03.2020Radio phys. radio astron. 2020, 25(2): 87-99REFERENCES1. KONOVALENKO, A., SODIN, L., ZAKHARENKO, V., ZARKA, P., ULYANOV, O., SIDORCHUK, M., STEPKIN, S., TOKARSKY, P., MELNIK, V., KALINICHENKO, N., STANISLAVSKY, A., KOLIADIN, V., SHEPELEV, V., DOROVSKYY, V., RYABOV, V., KOVAL, A., BUBNOV, I., YERIN, S., GRIDIN, A., KULISHENKO, V., REZNICHENKO, A., BORTSOV, V., LISACHENKO, V., REZNIK, A., KVASOV, G., MUKHA, D., LITVINENKO, G., KHRISTENKO, A., SHEVCHENKO, V. V., SHEVCHENKO, V. A., BELOV, A., RUDAVIN, E., VASYLIEVA, I., MIROSHNICHENKO, A., VASILENKO, N., OLYAK, M., MYLOSTNA, K., SKORYK, A., SHEVTSOVA, A., PLAKHOV, M., KRAVTSOV, I., VOLVACH, Y., LYTVINENKO, O., SHEVCHUK, N., ZHOUK, I., BOVKUN, V., ANTONOV, A., VAVRIV, D., VINOGRADOV, V., KOZHIN, R., KRAVTSOV, A., BULAKH, E., KUZIN, A., VASILYEV, A., BRAZHENKO, A., VASHCHISHIN, R., PYLAEV, O., KOSHOVYY, V., LOZINSKY, A., IVANTYSHIN, O., RUCKER, H. O., PANCHENKO, M., FISCHER, G., LECACHEUX, A., DENIS, L., COFFRE, A., GRIEßMEIER, J.-M., TAGGER, M., GIRARD, J., CHARRIER, D., BRIAND, C. and MANN, G., 2016. The modern radio astronomy network in Ukraine: UTR-2, URAN and GURT. Exp. Astron. vol. 42, is. 1, pp. 11–48. DOI: https://doi.org/10.1007/s10686-016-9498-x2. THOMPSON, A. R., MORAN, J. M. and SWENSON JR., G. W., 2017. Interferometry and Synthesis in Radio Astronomy. Cham, Switzerland: Springer. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-44431-43. GOCHELASHVILI, K. S. and SHISHOV, V. I., 1981. Waves in randomly inhomogeneous media. Moscow, Russia: VINITI Publ. (in Russian).4. KUNG CHIE, E. and CHAO-HAN, L., 1982. Radio wave scintilations in the ionosphere. Proc. IEEE. vol. 70, is. 4, pp. 324–360. DOI: https://doi.org/10.1109/PROC.1982.123135. RASHKOVSKIY, S. L., SHEPELEV, V. A., INUTIN, G. A. and VASHCHISHIN, R. V., 2013. Measurements of Radio Source Flux Density with the Interferometer Network URAN. Radio Phys. Radio Astron. vol. 18, no. 4, pp. 291–300. (in Russian).6. RASHKOVSKIY, S. L., BELOV, A. S., IVANOV, A. S., LOZINSKIY, A. B. and SHEPELEV, V. A., 2012. The URAN’s New Facilities and Software. Radio Phys. Radio Astron. vol. 17, no. 3, pp. 207–217. (in Russian).7. KALINICHENKO, N. N., FALKOVICH, I. S., KONOVALENKO, A. A. and BRAZHENKO, A. I., 2013. Separation of Interplanetary and Ionospheric Scintillations of Cosmic Sources at Decameter Wavelengths. Radio Phys. Radio Astron. vol. 18, no. 3, pp. 210–219. (in Russian).8. BOVKUN, V. P. and ZHUK, I. N., 1981. Spectra of scintillations due to ionospheric and interplanetary plasma inhomogeneities and a possibility of their separation in the decametric wave range. Doklady AN USSR. Ser. A. no. 6, pp. 69–71. (in Russian).9. BRAUDE, S. YA., GALANIN, V. V., INYUTIN, G. A., MEN’, A. V., MORI, KH., RASHKOVSKII, S. L., SINITSYN, V. G. and SHARYKIN, N. K., 1995. The turbulent structure of the solar wind from observations in the decameter radio wavelength range. Astron. Rep. vol. 39, is. 5, pp. 678–683.10. ERSKINE, F. T., CRONYN, W. M., SHAWHAN, S. D., ROELOF, E. C. and GOTWOLS, B. L., 1978. Interplanetary scintillation at large elongation angles: Response to solar wind density structure. J. Geophys. Res. Space Phys. vol. 83, is. A9, pp. 4153–4164. DOI: https://doi.org/10.1029/JA083iA09p0415311. GLYANTSEV, A. V., TYUL’BASHEV, S. A., CHASHEI, I. V. and SHISHOV, V. I., 2015. Interplanetary-scintillation observations of coronal mass ejections near the maximum of the 24th solar-activity cycle. Astron. Rep. vol. 59, no. 1, pp. 40–45. DOI: https://doi.org/10.1134/S106377291501004712. KALINICHENKO, N. N., KONOVALENKO, A. A., BRAZHENKO, A. I. and SOLOV’EV, V. V., 2013. 2011 February 15 CME in the Interplanetary Medium by Observations of Radio Source Scintillations at the Decameter Wavelengths. Radio Phys. Rradio Astron. vol. 18, no. 4, pp. 301–308. (in Russian).13. KUZNETSOV, V. D., 2008. Coronal mass ejections. In: L. M. ZELENY and I. S. VESELOVSKY, eds. Plasma Heliogeophysics. Vol. 2. Moscow, Russia: Fizmatlit Publ., pp. 81–98. (in Russian).14. RICHARDSON, I. and CANE, H., 2019. Near-Earth Interplanetary Coronal Mass Ejections Since January 1996 [online]. [viewed 15 April 2020]. Available from: http://www.srl.caltech.edu/ACE/ASC/DATA/level3/icmetable2.htm15. CDAW DATA CENTER, 2020. The SOHO LASCO CME catalog [online]. [viewed 15 April 2020]. Available from: https://cdaw.gsfc.nasa.gov/CME_list/ |
| publisher |
Видавничий дім «Академперіодика» |
| publishDate |
2020 |
| url |
http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/1329 |
| work_keys_str_mv |
AT shepelevvo influenceofthesolarwindoninterferometricobservationsatthedecameterwavelengths AT litvinenkooa influenceofthesolarwindoninterferometricobservationsatthedecameterwavelengths AT georgievak influenceofthesolarwindoninterferometricobservationsatthedecameterwavelengths AT kirovb influenceofthesolarwindoninterferometricobservationsatthedecameterwavelengths AT shepelevvo vliâniesolnečnogovetranainterferometričeskienablûdeniâvdekametrovomdiapazone AT litvinenkooa vliâniesolnečnogovetranainterferometričeskienablûdeniâvdekametrovomdiapazone AT georgievak vliâniesolnečnogovetranainterferometričeskienablûdeniâvdekametrovomdiapazone AT kirovb vliâniesolnečnogovetranainterferometričeskienablûdeniâvdekametrovomdiapazone AT shepelevvo vplivsonâčnogovítrunaínterferometričnísposterežennâvdekametrovomudíapazoní AT litvinenkooa vplivsonâčnogovítrunaínterferometričnísposterežennâvdekametrovomudíapazoní AT georgievak vplivsonâčnogovítrunaínterferometričnísposterežennâvdekametrovomudíapazoní AT kirovb vplivsonâčnogovítrunaínterferometričnísposterežennâvdekametrovomudíapazoní |
| first_indexed |
2025-12-02T15:31:49Z |
| last_indexed |
2025-12-02T15:31:49Z |
| _version_ |
1850763780312530944 |
| spelling |
rpra-journalorgua-article-13292020-06-09T10:20:32Z INFLUENCE OF THE SOLAR WIND ON INTERFEROMETRIC OBSERVATIONS AT THE DECAMETER WAVELENGTHS ВЛИЯНИЕ СОЛНЕЧНОГО ВЕТРА НА ИНТЕРФЕРОМЕТРИЧЕСКИЕ НАБЛЮДЕНИЯ В ДЕКАМЕТРОВОМ ДИАПАЗОНЕ ВПЛИВ СОНЯЧНОГО ВІТРУ НА ІНТЕРФЕРОМЕТРИЧНІ СПОСТЕРЕЖЕННЯ В ДЕКАМЕТРОВОМУ ДІАПАЗОНІ Shepelev, V. O. Litvinenko, O. A. Georgieva, K. Kirov, B. ionosphere; interplanetary medium; interferometer; scintillation spectrum; sensitivity ионосфера; межпланетная среда; интерферометр; спектр мерцаний; чувствительность іоносфера; міжпланетне середовище; інтерферометр; спектр мерехтінь; чутливість PACS number: 95.75.Kk, 95.75.-z Purpose: The effect of the Earth’s ionosphere and interplanetary plasma on the radio astronomy observations, in particular, interferometric ones, at decameter waves has been investigated. The amplitude and phase fluctuations of an incident electromagnetic wave field are observed upon diffraction by a plasma layer with inhomogeneities of electron density. In interferometric observations, the phase fluctuations of an output signal cause a decrease in coherence time and an increase in the interferometer response spectrum width that limits the time of coherent averaging and reduces the instrument sensitivity. The purpose of the study is to assess the degree of ionospheric and interplanetary scintillations influence on the sensitivity of interferometric observations and to determine the possibility of sensitivity increasing that is needed in observations of angular structure of weak compact radio sources.Design/methodology/approach: To determine the contribution of ionospheric scintillations to the broadening of an interferometer output signal spectrum, the radio source with such an angular size, which prevents its scintillations on the solar wind inhomogeneities, but makes it possible to observe the source using the URAN-2 interferometer with the baseline of 153 km, was used. Processing a large amount of observational data made it possible to determine the signal spectrum width at the output of thе interferometer under the condition of amplitude and phase scintillations on ionospheric inhomogeneities. Then, the interferometer was used to observe a compact radio source, whose signal fluctuations are affected by both the ionosphere and the interplanetary medium. The preliminary obtained spectral widths of the ionosphere scintillations made it possible to single out the effect of just interplanetary inhomogeneities on the interferometer response.Findings: The constraints on the time of coherent averaging imposed by the influence of interplanetary plasma have been determined. Some suggestions as for changing the method of observation with the URAN interferometers at decameter wavelengths are made for more correct and efficient study of weak compact objects. The influence of large-scale features of the solar wind structure, related to the form of lines of force of the interplanetary magnetic field and to the form of spatial spectrum of inhomogeneities on the sensitivity of low-frequency interferometric observations was found. An increase in turbulence of the interplanetary medium beyond the Earth’s orbit lasting up to several days, conjugate with manifestations of the sporadic solar activity, was also detected.Conclusions: The study allows to determine the interplanetary medium influence on the limitation of sensitivity in the interferometric observations and find optimal elongations for studying the angular structure of weak radio sources. An account of solar activity events can be used for a short-term forecast when determining the strategy of highly sensitive observations. The proposed method for detecting the solar wind turbulence can be used in studying the process of interaction of the solar events with the interplanetary medium.Key words: ionosphere, interplanetary medium, interferometer, scintillation spectrum, sensitivityManuscript submitted 12.03.2020Radio phys. radio astron. 2020, 25(2): 87-99REFERENCES1. KONOVALENKO, A., SODIN, L., ZAKHARENKO, V., ZARKA, P., ULYANOV, O., SIDORCHUK, M., STEPKIN, S., TOKARSKY, P., MELNIK, V., KALINICHENKO, N., STANISLAVSKY, A., KOLIADIN, V., SHEPELEV, V., DOROVSKYY, V., RYABOV, V., KOVAL, A., BUBNOV, I., YERIN, S., GRIDIN, A., KULISHENKO, V., REZNICHENKO, A., BORTSOV, V., LISACHENKO, V., REZNIK, A., KVASOV, G., MUKHA, D., LITVINENKO, G., KHRISTENKO, A., SHEVCHENKO, V. V., SHEVCHENKO, V. A., BELOV, A., RUDAVIN, E., VASYLIEVA, I., MIROSHNICHENKO, A., VASILENKO, N., OLYAK, M., MYLOSTNA, K., SKORYK, A., SHEVTSOVA, A., PLAKHOV, M., KRAVTSOV, I., VOLVACH, Y., LYTVINENKO, O., SHEVCHUK, N., ZHOUK, I., BOVKUN, V., ANTONOV, A., VAVRIV, D., VINOGRADOV, V., KOZHIN, R., KRAVTSOV, A., BULAKH, E., KUZIN, A., VASILYEV, A., BRAZHENKO, A., VASHCHISHIN, R., PYLAEV, O., KOSHOVYY, V., LOZINSKY, A., IVANTYSHIN, O., RUCKER, H. O., PANCHENKO, M., FISCHER, G., LECACHEUX, A., DENIS, L., COFFRE, A., GRIEßMEIER, J.-M., TAGGER, M., GIRARD, J., CHARRIER, D., BRIAND, C. and MANN, G., 2016. The modern radio astronomy network in Ukraine: UTR-2, URAN and GURT. Exp. Astron. vol. 42, is. 1, pp. 11–48. DOI: https://doi.org/10.1007/s10686-016-9498-x2. THOMPSON, A. R., MORAN, J. M. and SWENSON JR., G. W., 2017. Interferometry and Synthesis in Radio Astronomy. Cham, Switzerland: Springer. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-44431-43. GOCHELASHVILI, K. S. and SHISHOV, V. I., 1981. Waves in randomly inhomogeneous media. Moscow, Russia: VINITI Publ. (in Russian).4. KUNG CHIE, E. and CHAO-HAN, L., 1982. Radio wave scintilations in the ionosphere. Proc. IEEE. vol. 70, is. 4, pp. 324–360. DOI: https://doi.org/10.1109/PROC.1982.123135. RASHKOVSKIY, S. L., SHEPELEV, V. A., INUTIN, G. A. and VASHCHISHIN, R. V., 2013. Measurements of Radio Source Flux Density with the Interferometer Network URAN. Radio Phys. Radio Astron. vol. 18, no. 4, pp. 291–300. (in Russian).6. RASHKOVSKIY, S. L., BELOV, A. S., IVANOV, A. S., LOZINSKIY, A. B. and SHEPELEV, V. A., 2012. The URAN’s New Facilities and Software. Radio Phys. Radio Astron. vol. 17, no. 3, pp. 207–217. (in Russian).7. KALINICHENKO, N. N., FALKOVICH, I. S., KONOVALENKO, A. A. and BRAZHENKO, A. I., 2013. Separation of Interplanetary and Ionospheric Scintillations of Cosmic Sources at Decameter Wavelengths. Radio Phys. Radio Astron. vol. 18, no. 3, pp. 210–219. (in Russian).8. BOVKUN, V. P. and ZHUK, I. N., 1981. Spectra of scintillations due to ionospheric and interplanetary plasma inhomogeneities and a possibility of their separation in the decametric wave range. Doklady AN USSR. Ser. A. no. 6, pp. 69–71. (in Russian).9. BRAUDE, S. YA., GALANIN, V. V., INYUTIN, G. A., MEN’, A. V., MORI, KH., RASHKOVSKII, S. L., SINITSYN, V. G. and SHARYKIN, N. K., 1995. The turbulent structure of the solar wind from observations in the decameter radio wavelength range. Astron. Rep. vol. 39, is. 5, pp. 678–683.10. ERSKINE, F. T., CRONYN, W. M., SHAWHAN, S. D., ROELOF, E. C. and GOTWOLS, B. L., 1978. Interplanetary scintillation at large elongation angles: Response to solar wind density structure. J. Geophys. Res. Space Phys. vol. 83, is. A9, pp. 4153–4164. DOI: https://doi.org/10.1029/JA083iA09p0415311. GLYANTSEV, A. V., TYUL’BASHEV, S. A., CHASHEI, I. V. and SHISHOV, V. I., 2015. Interplanetary-scintillation observations of coronal mass ejections near the maximum of the 24th solar-activity cycle. Astron. Rep. vol. 59, no. 1, pp. 40–45. DOI: https://doi.org/10.1134/S106377291501004712. KALINICHENKO, N. N., KONOVALENKO, A. A., BRAZHENKO, A. I. and SOLOV’EV, V. V., 2013. 2011 February 15 CME in the Interplanetary Medium by Observations of Radio Source Scintillations at the Decameter Wavelengths. Radio Phys. Rradio Astron. vol. 18, no. 4, pp. 301–308. (in Russian).13. KUZNETSOV, V. D., 2008. Coronal mass ejections. In: L. M. ZELENY and I. S. VESELOVSKY, eds. Plasma Heliogeophysics. Vol. 2. Moscow, Russia: Fizmatlit Publ., pp. 81–98. (in Russian).14. RICHARDSON, I. and CANE, H., 2019. Near-Earth Interplanetary Coronal Mass Ejections Since January 1996 [online]. [viewed 15 April 2020]. Available from: http://www.srl.caltech.edu/ACE/ASC/DATA/level3/icmetable2.htm15. CDAW DATA CENTER, 2020. The SOHO LASCO CME catalog [online]. [viewed 15 April 2020]. Available from: https://cdaw.gsfc.nasa.gov/CME_list/ УДК 520.274, 52-14Предмет и цель работы: Исследуется влияние ионосферы Земли и межпланетной плазмы на радиоастрономические, в частности интерферометрические, наблюдения на декаметровых волнах. При дифракции на слое плазмы с неоднородностями электронной концентрации наблюдаются амплитудные и фазовые флуктуации поля падающей электромагнитной волны. При интерферометрических наблюдениях фазовые флуктуации выходного сигнала вызывают уменьшение времени когерентности и увеличение ширины спектра отклика интерферометра, что приводит к ограничению времени когерентного накопления и снижает чувствительность инструмента. Целью работы является определение степени влияния ионосферных и межпланетных мерцаний на чувствительность интерферометрических наблюдений и оценка возможности повышения чувствительности, что необходимо при исследовании угловой структуры слабых компактных радиоисточников.Методы и методология: Для определения вклада ионосферных мерцаний в увеличение ширины спектра выходного сигнала интерферометра был выбран радиоисточник с угловыми размерами, исключающими его мерцание на неоднородностях солнечного ветра, однако дающими возможность наблюдать его на интерферометре УРАН-2 с базой 153 км. Обработка большого количества наблюдательных данных позволила определить ширину спектра сигнала на выходе этого интерферометра в условиях амплитудных и фазовых мерцаний на ионосферных неоднородностях. Затем интерферометр был использован для наблюдения компактного радиоисточника, на принимаемый сигнал которого влияют как ионосфера, так и межпланетная среда. Предварительно полученные параметры ширины спектра ионосферных мерцаний позволили выделить влияние именно неоднородностей межпланетной среды на интерферометрический отклик.Результаты: Определены пределы изменения времени когерентного накопления из-за влияния межпланетной плазмы. Даны рекомендации по изменению методики наблюдений для более корректного и эффективного исследования слабых компактных объектов с помощью сети интерферометров УРАН на декаметровых волнах. Обнаружено влияние крупномасштабных особенностей структуры солнечного ветра, связанных с формой силовых линий межпланетного магнитного поля и видом пространственного спектра неоднородностей, на чувствительность низкочастотных интерферометрических наблюдений. Зарегистрировано повышение турбулентности межпланетной среды за орбитой Земли длительностью до нескольких суток, сопряженное с проявлениями спорадической активности Солнца.Заключение: Проведенное исследование позволяет определить пределы влияния межпланетной среды на чувствительность интерферометрических наблюдений и установить оптимальные элонгации для проведения исследований угловой структуры слабых радиоисточников. Учет влияния солнечной активности можно использовать для кратковременного прогноза при определении стратегии высокочувствительных наблюдений. Методика определения турбулентности солнечного ветра может быть применена для исследования процесса взаимодействия солнечных событий с межпланетной средой.Ключевые слова: ионосфера, межпланетная среда, интерферометр, спектр мерцаний, чувствительностьСтатья поступила в редакцию 12.03.2020Radio phys. radio astron. 2020, 25(2): 87-99 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1. Konovalenko A., Sodin L., Zakharenko V., Zarka P., Ulyanov O., Sidorchuk M., Stepkin S., Tokarsky P., Melnik V., Kalinichenko N., Stanislavsky A., Koliadin V., Shepelev V., Dorovskyy V., Ryabov V., Koval A., Bubnov I., Yerin S., Gridin A., Kulishenko V., Reznichenko A., Bortsov V., Lisachenko V., Reznik A., Kvasov G., Mukha D., Litvinenko G., Khristenko A., Shevchenko V. V., Shevchenko V. A., Belov A., Rudavin E., Vasylieva I., Miroshnichenko A., Vasilenko N., Olyak M., Mylostna K., Skoryk A., Shevtsova A., Plakhov M., Kravtsov I., Volvach Y., Lytvinenko O., Shevchuk N., Zhouk I., Bovkun V., Antonov A., Vavriv D., Vinogradov V., Kozhin R., Kravtsov A., Bulakh E., Kuzin A., Vasilyev A., Brazhenko A., Vashchishin R., Pylaev O., Koshovyy V., Lozinsky A., Ivantyshin O., Rucker H. O., Panchenko M., Fischer G., Lecacheux A., Denis L., Coffre A., Grießmeier J.-M., Tagger M., Girard J., Charrier D., Briand C., and Mann G. The modern radio astronomy network in Ukraine: UTR-2, URAN and GURT. Exp. Astron. 2016. Vol. 42, Is. 1. P. 11–48. DOI: 10.1007/s10686-016-9498-x2. Томпсон А. Р., Моран Д. М., Свенсон Д. У. Интерферометрия и синтез в радиоастрономии. Москва: Физматлит, 2003. 624 с.3. Гочелашвили К. С., Шишов В. И. Волны в случайно-неоднородных средах. Т. 1. Москва: ВИНИТИ АН СССР, 1981. 144 с.4. Гундзе Е., Чжаохань Л. Мерцания радиоволн в ионосфере. ТИИЭР. 1982. Т. 70, № 4. С. 5–45.5. Рашковский С. Л., Шепелев В. А., Инютин Г. А., Ващишин Р. В. Измерение плотности потока излучения радиоисточников в интерферометрической сети УРАН. Радиофизика и радиоастрономия. 2013, Т. 18, № 4. С. 291–300.6. Рашковский C. Л., Белов А. С., Иванов А. С., Лозинский А. Б., Шепелев В. А. Новый аппаратно-программный комплекс УРАН. Радиофизика и радиоастрономия. 2012. Т. 17, № 3. С. 207–217.7. Калиниченко Н. Н., Фалькович И. С., Коноваленко А. А., Браженко А. И. Разделение межпланетных и ионосферных мерцаний космических источников в декаметровом диапазоне радиоволн. Радиофизика и радиоастрономия. 2013. Т. 18, № 3. С. 210–219.8. Бовкун В. П., Жук И. Н. Спектры мерцаний на неоднородностях ионосферы и межпланетной плазмы и возможность их разделения в декаметровом диапазоне радиоволн. Доклады АН УССР. Сер. А. 1981. № 6. С. 69–71.9. Брауде С. Я., Галанин В. В., Инютин Г. А., Мень А. В., Мори Х., Рашковский С. Л., Синицын В. Г., Шарыкин Н. К. Турбулентная структура солнечного ветра по наблюдениям в декаметровом диапазоне радиоволн. Астрономический журнал. 1995. Т. 72, № 5. С. 761–766.10. Erskine F. T., Cronyn W. M., Shawhan S. D., Roelof E. C., and Gotwols B. L. Interplanetary scintillation at large elongation angles: Response to solar wind density structure. J. Geophys. Res. Space Phys. 1978. Vol. 83, Is. A9. P. 4153–4164. DOI: 10.1029/JA083iA09p0415311. Глянцев А. В., Тюльбашев С. А., Чашей И. В., Шишов В. И. Наблюдения выбросов корональной массы методом межпланетных мерцаний вблизи максимума 24-го цикла солнечной активности. Астрономический журнал. 2015. Т. 92, № 1. С. 46–52. DOI: 10.7868/S000462991501005312. Калиниченко Н. Н., Коноваленко А. А., Браженко А. И. Соловьев В. В. Корональный выброс массы 15 февраля 2011 г. в межпланетном пространстве и его наблюдения методом мерцаний космических источников в декаметровом диапазоне радиоволн. Радиофизика и радиоастрономия. 2013. Т. 18, № 4. С. 301–308.13. Кузнецов В. Д. Корональные выбросы массы. Плазменная гелиогеофизика. Т. 2. Под ред. Л. М. Зеленого, И. С. Веселовского. Москва: Физматлит, 2008. С. 81–98.14. Richardson, I. and Cane, H. Near-Earth Interplanetary Coronal Mass Ejections Since January 1996. 2019. URL: http://www.srl.caltech.edu/ACE/ASC/DATA/level3/icmetable2.htm (дата обращения 15.04.2020).15. The SOHO LASCO CME catalog. CDAW data center. URL: https://cdaw.gsfc.nasa.gov/CME_list/ (дата обращения 15.04.2020). УДК 520.274, 52-14Предмет і мета роботи: Досліджується вплив іоносфери Землі і міжпланетної плазми на радіоастрономічні, зокрема інтерферометричні, спостереження на декаметрових хвилях. При дифракції на шарі плазми з неоднорідностями електронної концентрації спостерігаються амплітудні і фазові флуктуації поля падаючої електромагнітної хвилі. При інтерферометричних спостереженнях фазові флуктуації вихідного сигналу викликають зменшення часу когерентності і збільшення ширини спектра відгуку інтерферометра, що призводить до обмеження часу когерентного накопичення і знижує чутливість інструменту. Метою роботи є визначення ступеню впливу іоносферних і міжпланетних мерехтінь на чутливість інтерферометричних спостережень і оцінка можливості підвищення чутливості, що необхідно при дослідженні кутової структури слабких компактних радіоджерел.Методи і методологія: Для визначення вкладу іоносферних мерехтінь у збільшення ширини спектра вихідного сигналу інтерферометра обрано радіоджерело з кутовими розмірами, які виключають його мерехтіння на неоднорідностях сонячного вітру, проте дають можливість спостерігати його на інтерферометрі УРАН-2 з базою 153 км. Обробка великої кількості спостережних даних дозволила визначити ширину спектра сигналу на виході цього інтерферометра за умов амплітудних і фазових мерехтінь на іоносферних неоднорідностях. Потім интерферометр було використано для спостереження компактного радіоджерела, на отриманий сигнал якого впливають як іоносфера, так і міжпланетне середовище. Попердньо отримані параметри ширини спектра іоносферних мерехтінь дозволили виділити вплив саме неоднорідностей міжпланетного середовища на інтерферометричний відгук.Результати: Визначено межі зміни часу когерентного накопичення через вплив міжпланетної плазми. Надано рекомендації щодо змінення методики спостережень для коректнішого та ефективнішого дослідження слабких компактних об’єктів за допомогою мережі інтерферометрів УРАН на декаметрових хвилях. Виявлено вплив великомасштабних особливостей структури сонячного вітру, пов’язаних з формою силових ліній міжпланетного магнітного поля і видом просторового спектра неоднорідностей, на чутливість низькочастотних інтерферометричних спостережень. Зареєстровано підвищення турбулентності міжпланетного середовища за орбітою Землі тривалістю у декілька діб, пов’язане з проявами спорадичної активності Сонця.Висновок: Виконане дослідження дозволяє визначити межі впливу міжпланетного середовища на чутливість інтерферометричних спостережень і встановити оптимальні елонгації для виконання досліджень кутової структури слабких радіоджерел. Врахування впливу сонячної активності можна використовувати для короткочасного прогнозу при визначенні стратегії високочутливих спостережень. Методика визначення турбулентності сонячного вітру може бути застосована для дослідження процесу взаємодії сонячних подій з міжпланетним середовищем.Ключові слова: іоносфера, міжпланетне середовище, інтерферометр, спектр мерехтінь, чутливістьСтаття надійшла до редакції 12.03.2020Radio phys. radio astron. 2020, 25(2): 87-99 СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ1. Konovalenko A., Sodin L., Zakharenko V., Zarka P., Ulyanov O., Sidorchuk M., Stepkin S., Tokarsky P., Melnik V., Kalinichenko N., Stanislavsky A., Koliadin V., Shepelev V., Dorovskyy V., Ryabov V., Koval A., Bubnov I., Yerin S., Gridin A., Kulishenko V., Reznichenko A., Bortsov V., Lisachenko V., Reznik A., Kvasov G., Mukha D., Litvinenko G., Khristenko A., Shevchenko V. V., Shevchenko V. A., Belov A., Rudavin E., Vasylieva I., Miroshnichenko A., Vasilenko N., Olyak M., Mylostna K., Skoryk A., Shevtsova A., Plakhov M., Kravtsov I., Volvach Y., Lytvinenko O., Shevchuk N., Zhouk I., Bovkun V., Antonov A., Vavriv D., Vinogradov V., Kozhin R., Kravtsov A., Bulakh E., Kuzin A., Vasilyev A., Brazhenko A., Vashchishin R., Pylaev O., Koshovyy V., Lozinsky A., Ivantyshin O., Rucker H. O., Panchenko M., Fischer G., Lecacheux A., Denis L., Coffre A., Grießmeier J.-M., Tagger M., Girard J., Charrier D., Briand C., and Mann G. The modern radio astronomy network in Ukraine: UTR-2, URAN and GURT. Exp. Astron. 2016. Vol. 42, Is. 1. P. 11–48. DOI: 10.1007/s10686-016-9498-x2. Томпсон А. Р., Моран Д. М., Свенсон Д. У. Интерферометрия и синтез в радиоастрономии. Москва: Физматлит, 2003. 624 с.3. Гочелашвили К. С., Шишов В. И. Волны в случайно-неоднородных средах. Т. 1. Москва: ВИНИТИ АН СССР, 1981. 144 с.4. Гундзе Е., Чжаохань Л. Мерцания радиоволн в ионосфере. ТИИЭР. 1982. Т. 70, № 4. С. 5–45.5. Рашковский С. Л., Шепелев В. А., Инютин Г. А., Ващишин Р. В. Измерение плотности потока излучения радиоисточников в интерферометрической сети УРАН. Радиофизика и радиоастрономия. 2013, Т. 18, № 4. С. 291–300.6. Рашковский C. Л., Белов А. С., Иванов А. С., Лозинский А. Б., Шепелев В. А. Новый аппаратно-программный комплекс УРАН. Радиофизика и радиоастрономия. 2012. Т. 17, № 3. С. 207–217.7. Калиниченко Н. Н., Фалькович И. С., Коноваленко А. А., Браженко А. И. Разделение межпланетных и ионосферных мерцаний космических источников в декаметровом диапазоне радиоволн. Радиофизика и радиоастрономия. 2013. Т. 18, № 3. С. 210–219.8. Бовкун В. П., Жук И. Н. Спектры мерцаний на неоднородностях ионосферы и межпланетной плазмы и возможность их разделения в декаметровом диапазоне радиоволн. Доклады АН УССР. Сер. А. 1981. № 6. С. 69–71.9. Брауде С. Я., Галанин В. В., Инютин Г. А., Мень А. В., Мори Х., Рашковский С. Л., Синицын В. Г., Шарыкин Н. К. Турбулентная структура солнечного ветра по наблюдениям в декаметровом диапазоне радиоволн. Астрономический журнал. 1995. Т. 72, № 5. С. 761–766.10. Erskine F. T., Cronyn W. M., Shawhan S. D., Roelof E. C., and Gotwols B. L. Interplanetary scintillation at large elongation angles: Response to solar wind density structure. J. Geophys. Res. Space Phys. 1978. Vol. 83, Is. A9. P. 4153–4164. DOI: 10.1029/JA083iA09p0415311. Глянцев А. В., Тюльбашев С. А., Чашей И. В., Шишов В. И. Наблюдения выбросов корональной массы методом межпланетных мерцаний вблизи максимума 24-го цикла солнечной активности. Астрономический журнал. 2015. Т. 92, № 1. С. 46–52. DOI: 10.7868/S000462991501005312. Калиниченко Н. Н., Коноваленко А. А., Браженко А. И. Соловьев В. В. Корональный выброс массы 15 февраля 2011 г. в межпланетном пространстве и его наблюдения методом мерцаний космических источников в декаметровом диапазоне радиоволн. Радиофизика и радиоастрономия. 2013. Т. 18, № 4. С. 301–308.13. Кузнецов В. Д. Корональные выбросы массы. Плазменная гелиогеофизика. Т. 2. Под ред. Л. М. Зеленого, И. С. Веселовского. Москва: Физматлит, 2008. С. 81–98.14. Richardson, I. and Cane, H. Near-Earth Interplanetary Coronal Mass Ejections Since January 1996. 2019. URL: http://www.srl.caltech.edu/ACE/ASC/DATA/level3/icmetable2.htm (дата обращения 15.04.2020).15. The SOHO LASCO CME catalog. CDAW data center. URL: https://cdaw.gsfc.nasa.gov/CME_list/ (дата обращения 15.04.2020). Видавничий дім «Академперіодика» 2020-05-22 Article Article application/pdf http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/1329 10.15407/rpra25.02.087 РАДИОФИЗИКА И РАДИОАСТРОНОМИЯ; Vol 25, No 2 (2020); 87 RADIO PHYSICS AND RADIO ASTRONOMY; Vol 25, No 2 (2020); 87 РАДІОФІЗИКА І РАДІОАСТРОНОМІЯ; Vol 25, No 2 (2020); 87 2415-7007 1027-9636 10.15407/rpra25.02 ru http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/1329/pdf Copyright (c) 2020 RADIO PHYSICS AND RADIO ASTRONOMY |