Spekl-interferometriya

Vozmozhnost' vyyavleniya detalei stroeniya kosmich. ob'ektov zavisit ot chetkosti ih izobrazhenii. No dazhe v ideal'nom optich. priboore chetkost' neizbezhno ogranichena difrakciei, i tochechnyi istochnik izlucheniya viden kak disk s uglovym razmerom , gde D - diametr ob'ektiva teleskopa. Poetomu real'noe izobrazhenie protyazhennogo istochnika, sostoyashego iz mnogih izluchayushih tochek, takzhe vsegda neskol'ko razmyto.

Formirovanie izobrazheniya v teleskope: luchi, po-raznomu otklonennye atmosferoi, sobirayutsya v fokuse. Pri korotkoi ekspozicii so svetofil'trom vidna interferencionnaya zernistaya kartina; razmer zeren .

Metod S.-i. pozvolyaet v znachit. mere isklyuchit' razmytost', vyzvannuyu iskazheniyami v atmosfere i optich. sisteme teleskopa, i dovesti razreshayushuyu sposobnost' optich. pribora prakticheski do difrakcionnoi. V metode S.-i. registriruyut sil'no uvelichennoe izobrazhenie s korotkoi ekspoziciei (~10^-2 s). Okazyvaetsya, chto ono sostoit iz mnozhestva melkih pyatnyshek-speklov (zeren), k-rye voznikayut blagodarya interferencii luchei sveta, popadayushih v fokal'nu yuploskost' teleskopa ot raznyh uchastkov ob'ektiva. Kazhdoe takoe pyatnyshko pohozhe na difrakcionnyi disk v fokal'noi ploskosti ideal'nogo teleskopa, rabotayushego vne atmosfery. Vliyanie atmosfery v real'nyh nazemnyh usloviyah zaklyuchaetsya v tom, chto doshedshii ot istochnika do teleskopa volnovoi front vsegda iskazhen optich. neodnorodnostyami atmosfery. Popadayushie v teleskop volny imeyut poetomu sluchainye fazovye zaderzhki, a interferencionnaya kartina v fokal'noi ploskosti (mozaika pyaten) nepreryvno menyaetsya (izobrazhenie ob'ekta kak by kipit). Pri registracii s malymi ekspoziciyami fiksiruetsya "mgnovennoe" raspredelenie pyaten, a pri bol'shih ekspoziciyah ono usrednyaetsya, izobrazhenie teryaet svoyu tonkuyu strukturu i priobretaet razmytyi vid (ris.). V izobrazheniyah netochechnyh (protyazhennyh) istochnikov izlucheni harakter pyaten (ih forma, razmery) otrazhaet osobennosti samogo istochnika. Napr., esli nablyudaetsya dvoinaya zvezda, to pyatna raspolagayutsya parami i kazhdaya para - eto kak difrakc. diski ot dvuh komponentov zvezdy. Dlya polucheniya informacii o strukture nabyulyudaemogo ob'ekta obrabatyvayutsya, t.e. podvergayutsya statistich. analizu, desyatki i sotni ego "mgnovennyh" snimkov. Pri issledovanii slabyh istochnikov izlucheniya prihoditsya pol'zovat'sya elektronno-optich. preobrazovatelyami, usilivayushimi vo mnogo raz yarkost' izobrazhenii. Chuvstvitel'nost' metoda znachiteol'no povyshaetsya, esli primenyayutsya spec. televizionnye priemniki, k-rye sposobny registrirovat' otdel'nye kvanty izlucheniya. V konechnom schete imenno kvantovaya priroda izlucheniya ogranichivaet chuvstvitel'nost' S.-i.: izobrazhenie slaboi zvezdy predstavlyaet soboi sovokupnost' otdel'nyh tochek v teh mestah, kuda popali fotony. Analiz slabyh ob'ektov trebuet ochen' bol'shogo usredneniya. Napr., esli v kadr popadayut vsego 1-2 fotona ot istochnika, to dlya issledovaniya takogo istochnika neobhodimo obrabotat' svyshe milliona kadrov. Analiz ih osushestvlyaetsya pri pomoshi EVM. Raschet pokazyvaet, chto metodom S.-i. mozhno nablyudat' zvezdy do 18-20^m (poka izuchalis' zvezdy do 14-15^m).

S.-i. s uspehom primenyaetsya dlya issledovanii tesnyh dvoinyh zvezd. Esli spektroskopich. izmereniya dayut razmery orbity zvezd dvoinoi sistemy v lineinoi mere (v a.e.), to S.-i. - v uglovoi mere (v sekundah dugi). Sopostavlenie etih dannyh pozvolyaet opredelit' rasstoyanie do sistemy. No osn. rezul'tatom izucheniya orbit zvezd dvoinoi sistemy yavl. opredelenie mass ih komponentov. S.-i. daet vozmozhnost' sushestvenno uvelichit' chislo zvezd, dlya k-ryh opredelena massa.

S pomosh'yu S.-i. izmereny diametry neskol'kih holodnyh zvezd-gigantov, v chastnosti, dvuh dolgoperiodicheskih peremennyh zvezd oCeti i RLeo. Podobno disku Solnca, ih diski yarche v centre i temnee po krayam. Zavisimost' vidimogo diametra zvezdy ot dliny volny daet vazhnuyu informaciyu dlya postroeniya modelei protyazhennyh atmosfer etih zvezd. Spekl-interferometrami opredeleny diametry i forma neskol'kih asteroidov i Plutona (na kotorom vyyavlen ryad detalei), uluchsheny snimki solnechnyh pyaten. Novye metody matematicheskoi obrabotki spekl-izobrazhenii pozvolyat, vidimo, poluchit' fotografii nebol'shih nebesnyh tel s vysokim razresheniem. Blagodarya sravnitel'noi prostote i universal'nosti S.-i. poluchila dostatochno shirokoe rasprostranenie. Uzhe bolee desyati observatorii mira raspolagayut spekl-interferometrami.

Lit.:
Tokovinin A.A., Sheglov P.V., Problema dostizheniya vysokogo razresheniya v nazemnoi opticheskoi astronomii, UFN, 1979, t. 129, v. 4, s. 645-70.

(A.A. Tokovinin)