РСДБ и общая теория относительности 14 мая 2013 Санкт-Петербургский Университет 14 мая 2013 Олег Титов (Geoscience Australia) - презентация

1 РСДБ и общая теория относительности 14 мая 2013 Санкт-Петербургский Университет 14 мая 2013 Олег Титов (Geoscience Australia)

2 Schematic of Active Galactic Nuclei Redshift z~ 0.1 to 5 Distance: billions light years Parallax = 0 Proper motion < 0.1 nrad/yr Centroid of radiation Gets closer to central engine (black hole) As one goes to higher frequencies, therefore, Ka-band (32 GHz) is better than X-band (8.4 GHz) Active Galatic Nuclei (AGN) schematic Credit: C.M. Urry and P. Padovani,

3 Active Galactic Nuclei (Marscher) Features of AGN: Note the Logarithmic length scale. Credit: Alan Marscher, `Relativistic Jets in Active Galactic Nuclei and their relationship to the Central Engine, Proc. of Science,VI Microquasar Workshop: Microquasars & Beyond, Societa del Casino, Como, Italy, Sep Overlay (not to scale): 3 mm radio image of the blazar 3C454.3 (Krichbaum et al. 1999) R~0.1-1 µas 1mas

4 Source Structure vs. Wavelength S-band X-band K-band Q-band 2.3 GHz 8.6 GHz 24 GHz 43 GHz 13.6cm 3.6cm 1.2cm 0.7cm Ka-band 32 GHz 0.9cm The sources become better -----> Image credit: P. Charlot et al, AJ, 139, 5, 2010

5

6

7

8 Квазары любят прятаться за спиной у звезд... Квазар на телескопе NTT, слева при плохом качестве изображения (2, август 2010) и при хорошем (0.6, декабрь 2011)

9 ... и галактик Тесная пара галактика - квазар (SDSS DR9)

10 Линии поглощения в спектре более далекого объекта соответствуют красному смещению более близкого Z=0.499 Z=0.635

11 РСДБ – Радиоинтерферометрия на Сверх Длинной Базе

12 РСДБ Появилась в гг, после изобретения атомных часов и открытия квазаров Разделилась на астрономическую РСДБ и геодезическую РСДБ в ~1980, Астрономическая РСДБ – построение изображений, пульсары, радиоспектры и т.д. Геодезическая РСДБ – координаты квазаров, координаты радиотелескопов, ПВЗ, движение континентов и т.д.

13 Геодезическая РСДБ Разрабатывалась в 1970е годы Первые «приличные» наблюдения – в 1979 году Регулярные наблюдения – в конце 1983 года (4 станции – один раз в 5 дней) Wettzell (Германия) HRAS 085, Richmond, Westford (США) Onsala60 (Швеция) – 1 раз в месяц

14 Geoscience Australia 14 мая 2013 Westford

15 Geoscience Australia 14 мая 2013 Hobart26

16 Geoscience Australia 14 мая 2013 Hobart26 Hobart26Hobart26

17 Very Long Baseline Interferometry is a type of station differenced range Delay Measures geometric delay by cross-correlating signal from two (2) stations

18 IVS сеть РСДБ антенн (2010) Geoscience Australia 14 мая 2013

19 Australian (AuScope) – New Zealand network Geoscience Australia 14 мая 2013

20 64-метровая антенна в Парксе Geoscience Australia 14 мая 2013

21 64-метровая антенна в Парксе Geoscience Australia 14 мая 2013

22 64-метровая антенна в Парксе Geoscience Australia 14 мая 2013

23 64-метровая антенна в Парксе Geoscience Australia 14 мая 2013

24 64-метровая антенна в Парксе Geoscience Australia 14 мая 2013

25 Geoscience Australia 14 мая 2013 Как работает оптическая наземная астрономия!

26 Geoscience Australia 14 мая 2013 Как работает РСДБ!

27 Geoscience Australia 14 мая 2013 Как работает РСДБ!

28 28 C.S. Jacobs 5 Mar 2013 VLBI Error Budget

29 14 мая 2013 Geoscience Australia ICRF2 catalogue (2009) Geoscience Australia defining sources with the positional accuracy ~0.04 mas non-defining sources VCS sources 3414 sources separated into 3 groups

30 14 мая 2013 Geoscience Australia Что получается из РСДБ? Geoscience Australia 1.Параметры вращения Земли (UT1-UTC и координаты полюса) 2.Ориентация Земли в пространстве (углы нутации) 3.Точные координаты радиотелескопов (Земная система координат) 4.Тектонические скорости движения материковых плит 5.Точные координаты радиоисточников

31 Geoscience Australia 14 мая 2013 ICRF2

32 32 C.S. Jacobs 5 Mar 2013 ICRF-2 S/X 3.6cm: 3414 sources Credit: Ma et al, eds. Fey, Gordon, Jacobs, IERS Tech. Note 35, Germany, µas floor. ~1200 obj. well observed, ~2000 survey session only

33 Geoscience Australia 14 мая 2013 Accuracy for 295 defining sources

34 Geoscience Australia 14 мая 2013 Accuracy for 1217 non-defining sources

35 Geoscience Australia 14 мая 2013 Общая теория относительности (ОТО) Деформация пространства-времени в присутствие гравитационных полей

36 Geoscience Australia 14 мая 2013 Искривления луча света

37 Geoscience Australia 14 мая 2013 Замедление сигнала

38 Geoscience Australia 14 мая 2013 Гравитационная задержка В эту формулу входят сразу два эффекта ОТО 1.Искривление луча света 2.Замедление скорости распространения сигнала

39 Geoscience Australia 14 мая 2013 Гравитационная задержка

40 Geoscience Australia 14 мая 2013 Гравитационная задержка

41 Geoscience Australia 14 мая 2013 Гравитационная задержка

42 Geoscience Australia 14 мая 2013 Гравитационная задержка

43 Geoscience Australia 14 мая 2013 Гравитационная задержка

44 Geoscience Australia 14 мая 2013 Частная производная Первое слагаемое – лишнее!

45 Geoscience Australia 14 мая 2013 Частная производная После удаления лишнего слагаемого из частной производной точность оценивания параметра улучшается в 2 раза. σ( ) = σ( ) =

46 Geoscience Australia 14 мая 2013 Частная производная σ( ) = σ( ) = По старой формуле для такого же улучшения точности нужно проводить наблюдения в течение примерно 10 лет

47 Geoscience Australia 14 мая 2013 Гравитационная задержка

48 Geoscience Australia 14 мая 2013 Гравитационная задержка Даже при постоянном угле между объектом и массивным телом есть возможность наблюдать влияние гравитационного поля. Только уже на координаты квазаров, а на длину базы РСДБ комплекса При = 90

49 Geoscience Australia 13 May 2013 Собственное движение, наведенное гравитационным полем Галактики

50 Geoscience Australia 13 May 2013 Собственные движения, наведенные гравитационным полем Галактики - Скорость вращения Галактики Масса (М Солнца) = 10 = 1

51 Geoscience Australia 13 May р/и вокруг центра Галактики

52 Благодарю за внимание! 14 May 2013