Полiт.ua Государственная сеть Государственные люди Войти
22 октября 2017, воскресенье, 16:51
Facebook Twitter LiveJournal VK.com RSS

НОВОСТИ

СТАТЬИ

АВТОРЫ

ЛЕКЦИИ

PRO SCIENCE

СКОЛКОВО

РЕГИОНЫ

21 февраля 2017, 13:50

«Гравитационный шум» мешает видеть звезды в правильном месте

Иллюстрация: пресс-служба МФТИ, автор Lion on helium

Ученые Института космических исследований РАН и МФТИ установили, что мы никогда не сможем точно определить координаты далеких звезд из-за влияния гравитационного поля нашей собственной Галактики. Кратко о результатах исследования сообщается в пресс-релизе Московского физико-технического института.

Гравитационное поле нашей Галактики ограничивает точность астрометрических наблюдений далеких объектов. Сильнее всего это проявляется для объектов, которые визуально расположены в центральных областях Галактики и Галактической плоскости, где отклонение может достигать нескольких десятков микросекунд дуги. И, что еще важнее, — влияние такого гравитационного «шума» неустранимо. Это значит, что точность определения положения так называемых опорных (реперных) объектов, относительно которых определяются координаты всех других источников, в какой-то момент уже невозможно будет улучшить. Результаты работы опубликованы в журнале The Astrophysical Journal.

Хорошо известно, что наша планета Земля и сама Солнечная система находятся в глубинах галактики Млечный путь и именно сквозь нее люди смотрят на остальную часть Вселенной. Как оказывается, это вовсе немаловажное обстоятельство для астрофизических исследований. Насколько сильно гравитационное поле нашей Галактики и его неоднородность могут повлиять на точность определения координат далеких — внегалактических — объектов? Попытку оценить это предприняла группа российских астрофизиков из Астрокосмического центра Физического института им. Лебедева и Института космических исследований РАН, Московского физико-технического института, а также Института астрофизики Общества Макса Планка (Германия).

Собственные движения, угловые размеры и тригонометрические параллаксы (видимые смещения) небесных тел, в том числе звезд, — базовые параметры для решения многих астрофизических задач. Эти параметры определяются методами астрометрии, и для того, чтобы определить, например, положение или лучевую скорость звезды, требуется некоторая система координат, относительно которой они будут измеряться. Все используемые сегодня системы координат, в том числе и Международная небесная система отсчета (International Celestial Reference Frame, ICRF) построены по координатам нескольких сотен «определяющих»  внегалактических источников. Квазары и далекие галактики являются идеальными реперными точками для определения небесной системы отсчета, поскольку их угловое движение очень мало — порядка одной сотой угловой миллисекунды (для сравнения, диаметр, например, Луны — чуть более 31 угловой минуты).

Астрофизическое приборостроение развивается бурными темпами и ожидается, что в ближайшем будущем точность радиоинтерферометрических наблюдений достигнет 1 микросекунды, а оптических — 10 микросекунд в год. Однако при такой точности возникает новая сложность — в наблюдения вмешиваются эффекты общей теории относительности, и прежде всего отклонение луча при движении в гравитационном поле.

Когда луч от далекого объекта проходит вблизи какого-либо объекта, он слегка отклоняется гравитацией последнего. Это отклонение обычно очень мало, однако если на пути встречается много таких объектов, то оно может стать значимым. Более того, так как объекты движутся, угол отклонения луча меняется во времени и координаты источника начинают как будто «блуждать» вблизи их истинного значения. Важно отметить, что эффект «блуждания» координат относится ко всем далеким источникам, в том числе и к тем, что являются опорными для построения систем координат.

«При попытке улучшить точность реализации опорной системы координат появляется ограничение, которое уже невозможно обойти просто улучшая точность регистрирующей аппаратуры… Фактически возникает гравитационный шум, не позволяющий повысить точность реализации системы координат выше определенного уровня», — говорит Александр Лутовинов, профессор РАН, руководитель лаборатории ИКИ РАН и преподаватель МФТИ.

Исследователи попытались оценить, насколько сильно такой гравитационный шум может помешать наблюдениям. Основой для расчетов стали современные модели распределения вещества в Галактике. Для каждой модели были построены двумерные «карты» всего неба, на которые нанесены средние квадратичные углы смещения положения далеких источников относительно их истинного положения.

Карта характерных  величин "блуждания" координат источников вблизи их истинного положения, вызываемого "гравитационным шумом" Галактики, в микросекундах дуги (показаны контурами) для десятилетнего интервала наблюдений. Крестиками показаны положения опорных источников Международной небесной системы отсчета.

«Наши вычисления показали, что для разумного времени наблюдений около десяти лет величина среднего квадратичного отклонения смещения положения источников будет составлять около 3 микросекунд дуги на высоких широтах, увеличиваясь до нескольких десятков микросекунд в центральных областях Галактики, — рассказывает Татьяна Ларченкова, старший научный сотрудник АКЦ ФИАН. — А это значит, что когда точность измерений в абсолютной внеатмосферной астрометрии достигнет микросекунд, то эффект «блуждания» координат опорных источников, которое вызывает нестационарное поле Галактики, будет необходимо учитывать».

Учеными были исследованы свойства такого гравитационного шума, которые в будущем позволят выделять его из данных наблюдений, а также было показано, что влияние этого эффекта «блуждания» координат можно частично компенсировать математическими методами.

Обсудите в соцсетях

Система Orphus
Loading...
Подпишитесь
чтобы вовремя узнавать о новых спектаклях и других мероприятиях ProScience театра!
3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi Адыгея Александр Лавров альтернативная энергетика «Ангара» антибиотики античность археология архитектура астероиды астрофизика аутизм Байконур бактерии бедность библиотека онлайн библиотеки биология биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера бозон Хиггса британское кино Византия визуальная антропология викинги вирусы Вольное историческое общество воспитание Вселенная вулканология Выбор редакции гаджеты генетика география геология геофизика глобальное потепление грибы грипп дельфины демография дети динозавры ДНК Древний Египет естественные и точные науки животные жизнь вне Земли Западная Африка защита диссертаций землетрясение змеи зоопарк зрение Иерусалим изобретения иммунология инновации интернет инфекции информационные технологии искусственный интеллект ислам историческая политика история история искусства история России история цивилизаций История человека. История институтов исчезающие языки карикатура картография католицизм квантовая физика квантовые технологии КГИ киты климатология комета кометы компаративистика компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор космос криминалистика культура культурная антропология лазер Латинская Америка лексика лженаука лингвистика Луна мамонты Марс математика материаловедение МГУ медицина междисциплинарные исследования местное самоуправление метеориты микробиология Минобрнауки мифология млекопитающие мобильные приложения мозг моллюски Монголия музеи НАСА насекомые неандертальцы нейробиология неолит Нобелевская премия НПО им.Лавочкина обезьяны обучение общество О.Г.И. одаренные дети онкология открытия палеолит палеонтология память папирусы паразиты педагогика планетология погода подготовка космонавтов популяризация науки право преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека Протон-М психоанализ психология психофизиология птицы РадиоАстрон ракета растения РБК РВК РГГУ регионоведение религиоведение рептилии РКК «Энергия» робототехника Роскосмос Роспатент Россотрудничество русский язык рыбы Сергиев Посад сердце Сингапур сланцевая революция смертность СМИ Солнце сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология Фестиваль публичных лекций физика физиология физическая антропология финансовый рынок фольклор химия христианство Центр им.Хруничева черные дыры школа школьные олимпиады эволюция эволюция человека экология эмбриональное развитие эпидемии эпидемиология этика этнические конфликты этология Юпитер ядерная физика язык

Редакция

Электронная почта: politru.edit1@gmail.com
Адрес: 129090, г. Москва, Проспект Мира, дом 19, стр.1, пом.1, ком.5
Телефон: +7 495 980 1894.
Яндекс.Метрика
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003г. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2014.