Специальные методы наблюдений на АПП и исследование синхронных уярчений источников солнечного радиоизлучения на РАТАН-600 тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.03.02, доктор физико-математических наук Голубчина, Ольга Абрамовна

• Голубчина, Ольга Абрамовна
• доктор физико-математических наук
• 2005

Оглавление диссертации доктор физико-математических наук Голубчина, Ольга Абрамовна

Введение

1. Радиоастрономическая юстировка антенн переменного профиля: Большого Пулковского Радиотелескопа (БПР) и Радиотелескопа Академии Наук (РАТАН - 600)

1.1 Методика и анализ результатов радиоастрономической юстировки по Солнцу Большого Пулковского Радиотелескопа (БПР).

1.1.1 Принцип метода радиоастрономической юстировки.

1.1.2 Методика расчёта установки отражающих элементов главного зеркала

БПР для проведения радиоастрономической юстировки.

1.1.3 Юстировка отражающих элементов по азимуту и исследование точности азимутальных шкал.

1.1.4 Юстировка по углу места.

1.1.5 Юстировка радиальных шкал БПР.

1.1.6 Практическое использование результатов радиоастрономической юстировки БПР.

1.2 Исследование систематических ошибок радиоастрономической юстировки с помощью математического моделирования.

1.2.1 Влияние смещения эффективного центра радиоизлучения Солнца на результаты радиоастрономической юстирки.

1.2.2 О накоплении случайных ошибок при радиоастрономической юстировке радиальных шкал отражающих элементов АПП.

1.3 Радиоастрономическая юстировка РАТАН-600.

1.3.1 Порядок и интервалы времени проведения юстировки РАТАН-600.

1.3.2 Юстировка отражающих элементов по угловым координатам.

1.3.3 Юстировка радиальных шкал отражающих элементов РАТАН-600.

1.3.4 Оценка качества отражающей поверхности Северного сектора РАТАН-600 с использованием результатов радиоастрономической юстировки.

1.3.5 О необходимости и возможности радиоастрономических юстировок РАТАН-600 по Луне и источникам космического радиоизлучения.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Специальные методы наблюдений на АПП и исследование синхронных уярчений источников солнечного радиоизлучения на РАТАН-600»

Радиоастрономия охватывает широкий круг разнообразных проблем астрофизики, радиофизики, радио и антенной техники. В настоящее время эффективность исследования большинства астрофизических проблем с привлечением радиоастрономических наблюдательных данных связана, прежде всего, с наличием радиотелескопов, отвечающих современным требованиям. Современные требования в экспериментальной радиоастрономии включают в себя высокое пространственно-временное разрешение радиотелескопа, высокую чувствительность по потоку системы радиотелескоп - радиометр, широкодиапазонность и возможность длительного слежения за наблюдаемым источником космического радиоизлучения. Обязательным является также оснащение радиотелескопа современной вычислительной техникой и автоматизированной системой управления и сбора данных. К сожалению, черезвычайно трудно удовлетворить всем перечисленным требованиям одновременно [1 - 4]. В настоящее время не существует радиотелескопа, который обладал бы всеми перечисленными свойствами, необходимыми для решения широкого круга проблем физики радиоизлучения Солнца. Так, например, Большой пулковский радиотелескоп (БПР) [6, 7] и Радиотелескоп Академии Наук (РА-ТАН-600) [8, 9] являются пассажными инструментами с ножевой диаграммой направленности, что существенно ограничивает возможности исследователя при решении многих задач, связанных с длительным сопровождением источника космического радиоизлучения, а также при построении двумерного изображения наблюдаемых радиоисточников.

Изучение развития солнечных всплесков и, в частности, таких явлений, как симпатические всплески, а также исследование источников космического радиоизлучения на волнах ^ 2 см на антеннах переменного профиля (АПП: БПР и РАТАН-600) требует от радиотелескопов наличия точной фокусирующей поверхности, высокого пространственного разрешения, высокой чувствительности по потоку и специальных методов наблюдений Солнца, обеспечивающих его сопровождение в течение нескольких часов.

Таким образом, чтобы выполнить перечисленные выше требования, предъявляемые к АПП, необходимо было решить ряд проблем в трёх направлениях области радиоастрономии: разработка и реализация юстировок радиотелескопов; разработка методов наблюдений на радиотелескопах; исследование сантиметрового радиоизлучения Солнца.

Применительно к АПП необходимо было разработать, внедрить или реализовать радиоастрономические методы юстировок АПП (БПР и РАТАН-600) по Солнцу и Луне; создать специальные методы наблюдений на РАТАН-600 - метод "эстафеты" и "эстафеты с зонированием"; исследовать синхронные уярчения источников сантиметрового солнечного радиоизлучения и разработать метод построения двумерного изображения радиоизлучения Солнца с использованием указанных режимов наблюдений.

Естественное стремление астрономов иметь радиотелескопы с высоким пространственным разрешением и высокой чувствительностью по потоку требует создания антенн, размеры которых в десятки тысяч раз больше длины волны наблюдения. При строительстве, вводе в эксплуатацию и при эксплуатации радиотелескопов используются различные виды юстировок: геодезические, механические, радиотехнические, радиоастрономические и голвграфические [1, 6, 10, И]. Иногда при сооружении и исследовании отражающей поверхности крупных параболоидов использовались фотограмметрические методы, которые дают топографию поверхности зеркала. Точность этого метода ограничена разрешающей способностью эмульсии [1].

В практике юстировок БПР и РАТАН-600 нашли применение механический, геодезический, радиотехнический (компараторный, автоколлимационный), радиоастрономический и голографический методы юстировок [12-25].

Построение точной отражающей поверхности антенны типа АПП основана на точности изготовления отдельных отражающих элементов, формирующих поверхность главного зеркала антенны, и особенно на их взаимной геометрической привязке.

Большой пулковский радиотелескоп - это антенна переменного профиля, главное зеркало которой состоит из отдельных механически несвязанных между собой 90 отражающих элементов, которые имеют три степени перемещения: по радиусу, углу места и азимуту (рис. 9). Высота отражающего элемента равна 3.5 м, а ширина — 1,5 м [6].

Главное зеркало радиотелескопа РАТАН-600 состоит из 895 отражающих элементов. Ширина каждого такого элемента равна 2 м, а высота -7 м. Отражающие элементы расположены по окружности с диаметром 600 м. Каждый элемент имеет 3 степени свободы перемещения: в радиальном направлении (1 м), по азимуту (Оч-б) угл.град. и по углу места (0-н53) угл.град. [8, 9].

При юстировке БПР и РАТАН - 600 метод шаблонов использовался только при механической юстировке цилиндрической поверхности отдельных элементов, но он совершенно неприменим для поверхности в целом из-за больших размеров.

Взаимная привязка отражающих элементов в основном сводится к отысканию мест нулей трех шкал, определяющих положение отражающих элементов по трем степеням свободы перемещения - двум угловым и одной линейной. Это и составляет основную задачу юстировочных работ АПП, проводимых геодезическим, автоколлимационным и радиоастрономическим методами.

При сооружении и юстировках антенн переменного профиля (БПР и РАТАН - 600) геодезический метод юстировки нашёл широкое применение [12, 15, 16, 28]. В случае БПР и РАТАН - 600 точность геодезического метода близка к пределу, так как относительная точность отражающей поверхности элементов равна 10 ~6. Однако высокая точность геодезического (и компараторного) методов относится лишь к привязке отдельных физически выделенных точек поверхности антенны. Радиоастрономический и автоколлимационный (а также метод по вынесенному источнику на вышке) позволяют привязывать эффективно отражающую поверхность в целом и за счёт этого повысить точность [18, 20-23, 26-29].

Радиотехнические методы нашли применение как при юстировке радиорефракторов, так и при юстировке рефлекторных антенн [1]. Автоколлимационный метод юстировки [18] черезвычайно эффективен при настройке больших систем типа АПП при вертикальном положении отражающих элементов. Более высокая относительная точность [(1 н-3) -10 "7] и оперативность являются основными преимуществами автоколлимационного метода.

Голографический метод позволяет решить две задачи: восстановить топографию поверхности радиотелескопа через преобразование Фурье измеренного рассеянного поля в дальней зоне; по измерениям электромагнитного поля вблизи исследуемой поверхности антенны определить диаграмму направленности телескопа [11, 24, 25].

Радиоастрономический метод юстировки используется с момента возникновения радиоастрономии для юстировки осей параболоидов и настройки антенных решёток [1, 10, 20-22], при этом основной задачей является определение истинного положения электрической оси антенны и привязка шкал поворотного устройства, а в случае юстировки интерферометров - фазирование антенны. В качестве генератора излучения используется радиоизлучение Солнца, Луны и наиболее мощных дискретных источников: Кассиопея — А, Лебедь - А, Телец - А и Дева - А. Однако на антеннах переменного профиля задача юстировки радиоастрономическим методом решается на принципиально новой основе. Это связано с тем, что из-за расчленённости фокусирующей поверхности АПП на отдельные малые по площади независимо управляемые элементы необходимо использовать источники космического радиоизлучения не только для юстировки отдельных элементов (притом не по двум, как обычно, а по трём координатам), но и для построения и контроля всей поверхности АПП в целом с весьма большими размерами (Б / А,) > (103 -г- 105). В силу конструктивных особенностей АПП, радиоастрономический метод юстировки позволил решить новую для него задачу: сформировать единую фокусирующую отражающую поверхность.

Общим и весьма важным для автоколлимационного и радиоастрономического методов является то, что в процессе юстировки осуществляется привязка шкал к поверхности отражающего элемента, а не к отдельным представительным её точкам, как это имеет место при геодезической юстировке. Радиоастрономическая юстировка выполняется в положении близком к тому, при котором проводятся наблюдения, что делает возможным атоматически учитывать как погрешности конструкции, возникающие при наклоне щита, так и систематические погрешности, вносимые неточностью поверхности вторичного отражателя. Последние могут быть скомпенсированы смещениями, вносимыми в положение отражающих элементов главного зеркала. Радиоастрономический метод юстировки, таким образом, позволяет автоматически исключать ошибки, связанные с неточностями взаимного расположения осей вращения отражающих элементов, расстояния отражающей поверхности до оси и других кинематических ошибок отражающих элементов. Если юстировка проводится при положении облучателя, соответствующем его установке для наблюдений на высоте космического источника, то использование радиоастрономических мест нулей позволяет скомпенсировать крупномасштабные ошибки вторичного зеркала (облучателя) [20].

Выбор контрольного метода юстировки определяется кругом задач, которые должны быть решены непосредственно при юстировке. Использование совокупности методов позволяет выделить ошибки и определить природу этих ошибок [16].

Требуемая точность определения мест нулей угловых шкал составляет десятые доли отношения длины волны радиометра к ширине отражающего элемента (при юстировке по азимуту) и к высоте отражающего элемента (при юстировке по углу места) и составляст около 0.5 угл. мин. для наблюдений в сантиметровом диапазоне волн. Небольшие неточности механизмов и взаимных расположений поворотных осей приводят к тому, что изменение наклона отражающего элемента при наблюдениях источников вносит погрешности в места нулей установочных шкал, что особенно критично при наблюдении в миллиметровом диапазоне волн.

Из теории АПП и практического исследования БПР и РАТАН-600 известно, что наибольшее значение имеет точное знание мест нулей радиальных шкал отражающих элементов [34-36]. Так, для наблюдений на БПР (R = 100 м) и РАТАН- 600 (R = 300 м) необходимая относительная точность установки отражающих элементов по радиусу Д1 / R » Ю-6.

Радиоастрономическая юстировка остаётся пока единственным методом, позволяющим юстировать отражающие элементы АПП непосредственно по космическим источникам радиоизлучения в условиях максимально близких к реальным наблюдениям. Таким образом, разработка и реализация радиоастрономического метода юстировки БПР и РАТАН - 600 являются весьма актуальными задачами.

Для реализации радиоастрономического метода юстировки АПП необходимо было преодолеть ряд трудностей, обусловленных следующими причинами: отсутствием системы слежения как у всей системы в целом, так и у отдельных отражающих элементов; малым уровенем сигнала, отражённого от отдельных юстируемых элементов, вследствие малой площади отдельного отражающего элемента и значительным его переоблучением; необходимостью юстировки большого числа отражающих элементов (90 - для БПР и 225 - для сектора РАТАН-600) в достаточно короткий срок; высокими требованиями к точности юстировки (относительная точность юстировки равна 10 ~6, то есть десятые доли мм при радиусе в сотни метров).

В силу перечисленных трудностей использовать обычно применявшиеся способы радиоастрономической юстировки было практически невозможно, в связи с чем, возникла необходимость разработать новые приёмы, обеспечивающие достаточно быструю и точную юстировку по слабому сигналу большого числа элементов airrennbi, не имеющих сопровождения. Методика разрабатывалась применительно к БПР и РАТАН-600.

Радиоастрономическая юстировка отражающих элементов выполняется при их наклонном положении, соответствующем высоте наблюдения Солнца (или Луны) в период проведения юстировки. Каждый юстируемый элемент по угловым координатам или подвижный элемент юстируемой пары при юстировке по радиальному перемещению последовательно устанавливается в три упреждённые точки (в случае юстировки БПР) или в две (в случае юстировки РАТАН-600). Одна упреждённая точка соответствует положению расчётного максимума диаграммы направленности отражающего элемента или пары отражающих элементов, а две другие принадлежат равносигнальным зонам диаграммы направленности, а именно: склонам диаграммы направленности, соответствующим смещению по юстируемой координате относительно максимума на А. /4 [20, 21].

Отъюстированные таким образом все отражающие элементы антенны создают единую фокусирующую отражающую поверхность главного зеркала АЛЛ. Формирование отражающей поверхности главного зеркала АПП осуществляется последовательной взаимной привязкой отражающих элементов от опорного элемента к краю главного зеркала антенны. Точность юстировки радиоастрономическим методом оказывается достаточно высокой: по азимуту ар = 0.5 угл.мин., по углу места о« = (0.3 0.5) угл.мин., по радиусу о r г 0.1 мм (взаимная привязка соседних элементов) для БПР и соответственно а р = (30 ч- 40) угл.сек., ста = 37.5 угл. сек., о r = 0.16 мм для РАТАН-600. Результаты многоразовых юстировок БПР позволили определить качество отражающих элементов, а сравнение результатов геодезической, автоколлимационной и радиоастрономической юстировок - установить причину расхождения результатов этих юстировок и дать рекомендации для более эффективного использования результатов всех видов юстировок [26].

В данной работе рассмотрены методические особенности, присущие методу радиоастрономической юстировки. Они обусловлены влиянием смещения эффективного центра радиоизлучения Солнца (ЭЦРС) [31] и влиянием накопления случайных ошибок при взаимной привязке отражающих элементов на результаты радиоастрономических юстировок [32,33].

Расчёты, выполненные методом математического моделирования, показали, что, несмотря на влияние смещения ЭЦРС, можно формировать отражающую поверхность АПП с точностью превышающей величину смещения ЭЦРС.

Величина случайной ошибки по поверхности главного зеркала PAT АН - 600, обусловленная накоплением случайных ошибок от центра к краю антенны при взаимной привязке элементов, равна о » 0.5 мм [33], что совпадает с результатами реальных радиоастрономических юстировок.

Сопоставляя различные методы юстировки [30], отметим одну принципиальную. особенность АПП - результаты юстировки зависят от угла наблюдения и поэтому её необходимо проводить во всем диапазоне углов места. Это возможно лишь с использовамием перемещающихся по углу места источников излучения, то есть с использованием радиоастрономического метода. Наибольший эффект радиоастрономический метод юстировки даёт при наблюдениях космических источников, высоты которых близки к высоте Солнца или Луны, по которым проводится юстировка. Серия экспериментальных юстиро-вок радиальных шкал отражающих элементов по Луне, высота которой за две недели меняется от 28° до 64°, позволила выявить кинематические ошибки отдельных отражающих элементов Северного сектора РАТАН-600 [38].

Радиоасторономический метод позволяет определить закон облучения антенны вдоль её апертуры и оценить качество работы каждого отражающего элемента [39,21,22].

Начиная с 1969 г., радиоастрономическая юстировка по Солнцу регулярно использовалась в многолетней практике БПР как основной метод юстировки, что позволило на БПР проводить ежедневные наблюдения Солнца с высоким качеством записей вплоть до волны 2 см и эпизодические наблюдения Солнца на X = 0.85 см. На БПР был выполнен цикл наблюдений более слабых источников радиоизлучения: Омега, Орион, Дева, Лебедь-А, Крабовидная туманность - с использованием результатов радиоастрономических юстировок [40, 41].

Практически важным достоинством метода оказалось то, что он не требует никаких дополнительных приспособлений, кроме штатных высокочувствительных радиометров.

Радиоастрономические юстировки РАТАН-600 способствовали изучению параметров радиотелескопа РАТАН-600 и развитию альтернативных методов юстировок. Метод радиоастрономической юстировки явился базой для создания специальных режимов наблюдений на PAT АН - 600: "эстафеты" и "эстафеты с зонированием".

Как было отмечено выше, РАТАН-600 является пассажным инструментом с ножевой диаграммой направленности, что создаёт трудности, в частности, для исследования эволюционных и всплесковых процессов на Солнце, а также для построения двумерного изображения наблюдаемых радиоисточников. В связи с этим, создание специальных режимов наблюдений, которые позволяют сопровождать источник космического радиоизлучения в течение длительного времени, является также актуальной задачей.

Формирование поверхности главного зеркала антенны с помощью механически несвязанных друг с другом отражающих элементов, имеющих три степени свободы перемещения, а также возможность перемещения вторичного отражателя по наблюдательной площадке позволяют использовать различные варианты установки главное зеркало - вторичный отражатель для того, чтобы обеспечить возможность длительного сопровождения источника космического радиоизлучения по небесной сфере. Некоторые из таких вариантов были рассмотрены в работах [42, 43, 44]. Автоматизированная система управления отражающими элементами главного зеркала антенны расширила возможности РАТАН-600 [82]. Благодаря этому, на РАТАИ-600 был предложен и реализован специальный режим наблюдений с уменьшенной апертурой - метод "эстафеты", который позволяет сопровождать наблюдаемый источник радиоизлучения от его восхода до захода, используя только перемещение элементов главного зеркала при практически неподвижном вторичном отражателе [46].

Основная идея метода "эстафеты" состоит в том, что вторичный отражатель устанавливается в цетре или вблизи центра поворотного круга. Отражающие элементы главного зеркала антенны наводятся на наблюдаемый источник по трём координатам - азимутальной, угломестной, радиальной - так, чтобы радиоволны, идущие от наблюдаемого источника и падающие на поверхность элементов главного зеркала, отражались от них и синфазно сходились в фокусе вторичного зеркала антенны. Сопровождение источника радиоизлучения достигается путём частых перестановок отражающих элементов главного зеркала по трём координатам в соответствии с суточным изменением координат наблюдаемого источника. Протяжённость апертуры антенны в горизонтальном направлении составляет 70 - 100 м. Геометрическая площадь поверхности главного зеркала антенны примерно в 4 - 5 раз меньше площади при наблюдении в "штатном" режиме и составляет л около 500 м . Пространственное разрешение телескопа на волне 2.3 см равно ~ 1x15.4 угл. мин.

В режиме "эстафеты" главное и вторичное зеркало антенны представляют собой длиннофокусную систему [47], а конфигурация отражающей поверхности главного зеркала близка к прямоугольной. Распределение электромагнитного поля вдоль раскрыва антенны в этом случае равномерное [48], что подтвердили прямые измерения путем последовательного наведения каждого отражающего элемента по двум координатам на Солнце при положении вторичного отражателя в цетре круга [49].

Для "штатных" режимов наблюдений диаграммы направленности АПП (БПР и РАТАН-600) исследовались с помощью прямых методов измерений по источникам космического излучения малых угловых размеров [36, 50], с помощью излучения наземного генератора [8, 9, 16-18, 26-30], с использованием рассчётных методов [9, 34-36, 51] и методов оптического моделирования [52-54].

Для измерения горизонтальной диаграммы направленности антенны (д.н.а.) в режиме "эстафеты" использовался как расчетный метод, предложенный Гельфрейхом Г.Б. [51], так и метод прямых измерений д.н.а. в режиме "эстафеты" на волнах 1.38 см, 2.08 см, 3.9 см, 7.6 см, 8.2 см с помощью источников космического радиоизлучения малых угловых размеров: ЗС-273 (Ь »48°), ЗС-84 (Ь «87°) .

Прямые измерения подтвердили результаты расчётов д.н.а. Горизонтальные размеры главного лепестка д.н.а., найденные из наблюдений источников, близки к значениям рго.5 = 0-92 • ЪЮ , что соответствует ожидаемым результатам при равномерном законе распределения поля вдоль раскрыва антенны, полученном из экспериментов на РАТАН - 600.

Вертикальный размер д.н.а. для режима "эстафеты " определялся по наблюдениям Крабовидной туманности (1982 -1989 гг.) [47,48].

Для корректной обработки наблюдений, кроме д.н.а., необходимо знать точное положение центра д.н.а. по углу места. В "штатном" режиме наблюдений поиск фокуса антенны осуществляется по максимуму сигнала источника при разных положениях вторичного отражателя по радиусу относительно расчётного положения. Наименее трудоемкий и быстрый модифицированный метод Гартмана [56] требует, по крайней мере, проведения трёх последовательных наблюдений Солнца или другого источника. Запись наблюдения Солнца на РАТАН-600 методом "эстафеты" в азимуте отличном от нуля даёт возможность "экспресс-контроля" наведения центра диаграммы направленности РАТАН-600 по углу места на момент наблюдения независимо от давности наблюдения [57, 58]. Суть этого метода состоит в следующем: если угловой размер вертикальной д.н.а. меньше углового диаметра Солнца, то при смещении центра диаграммы направленности антенны относительно центра оптического диска Солнца, азимут которого на момент наблюдения не равен нулю, наблюдается асимметрия формы записи Солнца. Степень асимметрии с учётом взаимной ориентации оптического диска Солнца и д.н.а. позволяет определить поправку АЬ к расчётному положению центра д.н.а. по углу места. Метод "экспресс-контроля" может быть также использован для уточнения радиорефракции на низких углах наблюдений на РАТАН-600.

Метод "экспресс-контроля" был применён при обработке наблюдений Солнца, полученных на РАТАН-600 методом "эстафеты" [57, 59]. Величины смещений центра д.н.а., согласно анализу наблюдений Солнца на волне 2.3 см в 1980-1984 гг., оказались равными (0+4.5) угл. мин. Сравнение этих результатов с результатами, полученными из многократных наблюдений Крабовидной туманности на волне 2.08 см при определении возможных смещений "штатным" методом, показало, что средняя ошибка определения поправки установки антенны по углу места методом "экспресс-контроля" составляет 1 угл.мин., что является вполне удовлетворительным для наблюдений Солнца в режиме "эстафеты" [58]. При обработке наблюдений затмения Солнца (31.07.81 г.) "экспресс-контроль" был также использован для определения поправки к величине радиорефракции, введённой при расчёте уставок антенны (Др = -7 угл. мин., для Ьв = 2°38 33", р =17.9 угл. мин.) [59].

В качестве иллюстрации возможностей метода "эстафеты" приводятся некоторые результаты наблюдений солнечного затмения (31.07.81 г.) и развития всплесков [59-66] в режиме "эстафеты".

Момент восхода Солнца почти совпал с моментом максимальной фазы солнечного затмения 31.07.81 г. (02:19 ЦТ). В силу конструктивных особенностей РАТАН - 600, наблюдение максимальной фазы солнечного затмения в азимуте Ао в 246°36 в "штатном" режиме было невозможным. С использованием метода "эстафеты" эта трудность была преодолена. При обработке наблюдений применение метода "экспресс-контроля" позволило определить действительное положение центра диаграммы направленности с точностью ~ 1 угл. мин. Благодаря удачному взаимному расположению д.н.а., солнечного и лунного дисков, а также тому, что наблюдения проводились на фоне узкого серпа, составляющего 0.02 площади диска Солнца, удалось отждествить и определить параметры излучения слабых по потоку (вплоть до 0.3 с.е.п) источников на Солнце, что оказалось невозможным при наблюдениях с малыми зеркалами [59, 69 - 78]. Источники солнечного радиоизлучения были разрешены и отождествлены в оптическом диапазоне с группами пятен (№№ 323, 325, 327), а также с семью протуберанцами, наблюдавшимися на западном и восточном лимбе Солнца. На XX 2.3 см, 4.5 см определены яркостные л температуры, угловые размеры, потоки, координаты и степени поляризации источников солнечного радиоизлучения [59].

Наблюдения развития всплесков на радиотелескопах с высоким пространственным разрешением необходимы для изучения процессов, происходящих в корональной плазме и генерирующих всплески и вспышки на Солнце. Такие наблюдения должны способствовать созданию методов прогноза вспышек и всплесков.

Примером исследования развития микроволнового всплеска и вспышек в На, является событие, наблюдавшееся 12.07.82 г. в активной области сложной конфигурации № 228+229 [67]. Наблюдения на РАТАН-600 выполнены методом "эстафеты" на XX 2.3 см,

4.5 см в поляризованном и неполяризованном излучении и на ССРТ - на X — 5.2 см в канале интенсивности. Активность волокон и магнитных узелков гр. лятен № 228+229 исследована по данным наблюдений КРАО в линии На. Динамика развития всплеска показала, что резкий рост степени поляризации радиоизлучения гр. № 228+229 на 20 -30 мин. опережает рост интенсивности, что согласуется с выводами, приведенными Кунду [68]. Резкий рост степени поляризации излучения даёт основание предвидеть явление всплеска [61 - 65].

Другим примером является анализ результатов наблюдений всплеска, развитие которого наблюдали 4.09.83 г. на РАТАН-600 методом "эстафеты" в течение 4.5 часов (02:20 1Л>06:40 1ЛГ). Пространственное разрешение антенны на XX 2.3 см, 4.5 см по уровню 0.5 мощности составляло 1.17 х15.4 угл. мин. и 2 х 28 угл. мин. соответственно. Станциями службы Солнца в это время зарегистрирован широкополосный радиовсплеск, который, вероятно, был обусловлен изменением структуры магнитного поля, наблюдавшимся в этой активной области [66]. При сопоставлении результатов наблюдений на РАТАН - 600 и оптических наблюдений в На линии было установлено, что координаты всплеска, зарегистрированного на РАТАН-600, совпадают с координатами выброса плазмы во время хромосферной На вспышки.

Таким образом, приведенные результаты спектральных наблюдений солнечного затмения и динамики развития микроволновых всплесков солнечного радиоизлучения подтверили высокую координатную точность и высокую чувствительность по потоку при наблюдении на РАТАН - 600 методом "эстафеты". Приведенные примеры также показали целесообразность использования этого метода наблюдения для изучения физических условий в активных областях с целью прогнозирования всплесков и вспышек на Солнце.

Ограничение перемещений отражающих элементов главного зеркала антенны в радиальном направлении (1 метр) и способ расчета радиальных координат отражающих элементов для наблюдений в режиме "эстафеты" прежде всего сказываются на возможности установки отражающих элементов в расчетное положение по радиусу, в то время как возможности их перемещений по угловым координатам гораздо шире. В результате этого, радиальные координаты отражающих элементов выходят за пределы допустимых радиальных перемещений и не могут быть использованы в данной установке антенны. Вследствие этого, уменьшается площадь поверхности главного зеркала антенны и падает пространственное разрешение в режиме "эстафеты" по сравнению со "штатным" режимом. С целью преодоления таких ограничений в методе "эстафеты" был разработан метод "эстафеты с зонированием" [79, 58, 81]. Суть метода состоит в том, что при дополнительном смещении отражающих элементов в радиальном направлении, т.е при зонировании, которое изменяет длину оптического пути сигнала на величину, пропорциональную целому числу длины волны наблюдения, радиальная координата оказывается в пределах допустимых радиальных перемещений. Вследствие этого, существенно увеличивается апертура рабочей части антенны, возрастает угловое разрешение антенны в горизонтальном направлении (например, на волне 4 см оно может достигать « 14 угл.сек.) и повышается чувствительность системы радиотелескоп-радиометр. При уменьшении допустимых пределов радиальных перемещений отражающих элементов возрастает временное разрешение антенны (до 4 мин. между последовательными сканами Солнца).

Итак, метод "эстафеты с зонированием" позволяет наблюдать радиоизлучение Солнца от его восхода до захода на длинах волн кратных расчётной длине волны наблюдения. Возможность длительного наблюдения Солнца при разных позиционных углах наблюдений даёт возможность синтезировать многочастотные двумерные изображения Солнца.

Программы установки РАТАН-600 для наблюдений методом "эстафеты" и "эстафеты с зонированием" позволяют рассчитывать установку антенны для различных вариантов взаимных расположений главное зеркало-вторичный отражатель: при любом заданном положении вторичного отражателя по азимуту и фокусному расстоянию;

- при неподвижном отражателе, расположенном в центре поворотного круга; при вторичном отражателе, расположенном в центре круга, с использованием вращения поворотного круга в соответствии с изменением азимута наблюдаемого источника;

- при наблюдении с зонированием и без зонирования главного зеркала антенны; при наблюдении с использованием облучателя с конической поверхностью.

С развитием вычислительной техники и автоматической системы управления РАТАН-600 [82] менялись алгоритмы программного обеспечения и языки программирования. Фактически, эти программы претерпели долгий эволюционный путь, начиная с ЭВМ "Минск-22" до ГОМ, пройдя через программирование на ассемблере и языках: алгол, фортран, Си.

Анализ результатов расчётов уставок отражающих элементов для всех перечисленных вариантой наблюдений показал, что максимальное угловое разрешение антенны реализуется для каждой высоты наблюдений при оптимальном положении вторичного отражателя относительно центра круга. Для высот наблюдений Ь = 3° - 83° оптимальное расстояние вторичиого отражателя от центра круга равно И ~ 100 м. При высоте Солнца над горизонтом Ьв = 69.5° и положении вторичного отражателя на расстоянии 100 м от центра поворотного круга 4/5 всех 900 отражающих элементов главного зеркала антенны могут одновременно участвовать в формировании поверхности антенны. В этом случае геометрическая поверхность антенны равна 104 м2, а пространственное разрешение антенны составляет примерно 16 х 20 угл. сек. [79, 81].

Уменьшение диапазона радиальных перемещений до 30 см с целью увеличения временного разрешения приводит к значительному зонированию поверхности антенны.

При зонировании главного зеркала антенны допустимая полоса пропускания частот радиометра, для которой сохраняется пространственно-временная когерентность сигналов, принимаемых от источника космического радиоизлучения, равна М = ( / 8'Кшах, где Г - центральная частота наблюдения, Кшах - максимальное число зон при зонировании поверхности главного зеркала.

Для сохранения пространственно-временной когерентности сигнала, принимаемого от космического источника, необходимы более жёсткие требования к полосе пропускания частот радиометра (АО. Так для высот наблюдения Ь = 3°.5 35° полоса пропускания АГ = 5+6 МГц, а для высот Ь - 3°.5 -ь 84° полоса пропускания должна быть равной АГ = 1 МГц.

Экспериментальные наблюдения источников радиоизлучения \У 49, Лебедя А были выполнены на западном секторе РАТАН-600 методом "эстафеты с зонированием" на Д. = 21 см одновременно в двух каналах радиометра с полосами пропускания АГ= 10 МГц и АГ = 30 кГц. Наблюдения радиоизлучения Солнца были выполнены на западном секторе РАТАН-600 методом "эстафеты с зонированием" на Л, = 18 см с полосой пропускания АГ = 10 МГц [80]. Результаты наблюдений показали корректность расчёта установки поверхности главного зеркала антенны с зонированием, работоспособность метода и совпадение теоретически ожидаемых величин сигналов от наблюдаемых источников радиоизлучения с результатами, полученными из эксперимента.

В октябре 1999 года были проведены первые наблюдения солнечного радиоизлучения на волне 8.01 см в режиме "эстафеты с зонированием" на РАТАН-600 с использованием вторичного отражателя специальной конструкции VI типа ("зенитный"), состоящего из конического и параболического зеркал [83]. Наблюдения выполнены с использованием АСУ (автоматизированной системы управления) [82], узкополосного 32-канального радиометра (АГ = 1 МГц) [84, 85]. Полученные качественные записи радиоизлучения Солнца подтвердили корректность расчета установки антенны и формирования диаграммы направленности антенны при наблюдениях методом "эстафеты с зонированием" с использованием вторичного отражателя VI типа. Использование вторичного отражателя с конической поверхностью позволяет наблюдать радиоизлучение Солнца от его восхода до захода (летом - до 15 часов) без каких-либо перемещений вторичного отражателя, что значительно упрощает процесс наблюдения и обработку данных наблюдений.

Как было показано в более ранних работах [1, 42, 86-88], одномерные сканы, которые могут быть получены при прохождении Солнца через ножевую диаграмму направленности АЛЛ в различных азимутах, позволяют использовать последовательный азимутальный апертурный синтез для построения изображения радиоизлучения Солнца.

Проблема синтезирования изображения источника космического радиоизлучения является одной из важнейших в радиоастрономии [1-5, 86-88]. Она решается с помощью систем параллельного и последовательного синтеза. Уайлд и Райл [89] впервые предложили использовать вращение Земли для построения двумерного изображения с помощью азимутального синтеза. На двухэлементных интерферометрах, которые являются одномерными инструментами, для построения двумерного изображения используется вращение базы интерферометра по азимуту в соответствии с суточным вращением небесной сферы. Двухэлементные интерферометры являются системами последовательного апертурного синтеза. Идеи осуществления азимутального апертурного синтеза на АПП независимо разрабатывались Хайкиным С.Э. и Парийским Ю.Н. в Пулковской обсерватории [42, 86, 87]. Методы восстановления распределения радиояркости по источнику при ножевой диаграмме направленности антенны впервые были рассмотрены Брейсвеллом [90, 91]. На РАТАН-600 теоретические и экспериментальные разработки синтезирования изображения представлены в ряде работ [94-102]. Наиболее современные и действующие в настоящее время интерферометры сантиметрового диапазона длин волн: VLA (США), ССРТ (Россия), Нобеяма интерферометр (Япония) являются системами смешанного типа (параллельный и последовательный синтез), которые синтезируют изображение Солнца с пространственным разрешением вплоть до нескольких секунд дуги. К сожалению, радиоизображения Солнца, полученные с помощью этих радиоиптерферометров, не всегда отвечают разнообразным целям солнечных исследований. Например, интерферометры не дают возможности получить изображение Солнца в широком диапазоне длин волн. Нередко решение задач исследователя требует наличия изображения, полученного в какое - то определённое время суток. В связи с этим, на РАТАН-600 был разработан метод синтезирования изображения радиоизлучения Солнца с использованием режима наблюдений "эстафеты с зонированием" и вторичного отражателя с конической поверхностью.

Последовательный азимутальный апертурный синтез в чистом виде, фактически, используется только на АПП (РАТАН-600) [94-102]. Пространственное разрешение синтезированного изображения в одном направлении определяется малым размером диаграммы направленности антенны, а в другом - максимальным позиционным углом наблюдения. Для восстановления истинного изображения был применён широко используемый метод "чистки" Хёгбома [103]. При расчёте д.н.а. главное зеркало PAT АН - 600 рассматривается как многоэлементный интерферометр [51].

Возможность сканирования Солнца ножевой диаграммой направленности антенны в секторе позиционных углов 135 угл.град. на UV - плоскости позволила использовать метод азимутального апертурного синтеза на РАТАН-600 для восстановления двумерного распределения радиояркости по диску Солнца на волне X = 8.01 см с пространственным разрешением 47 х 168 угл.сек. Сопоставление радиоизображений Солнца на волне 8.01 см (РАТАН-600) и на волне 1.8 см (Нобеяма интерферометр) подтвердили удовлетворительное качество радиоизображения Солнца, полученное по данным наблюдений на РАТАН-600 [101,102].

Неподвижное положение вторичного отражателя в течение нескольких часов наблюдений методом "эстафеты" и специально разработанная методика обработки наблюдений обеспечили высокую точность определения относительных потоков радиоизлучения исследуемых активных областей [46, 49]. Это позволило регистрировать изменения относительных потоков радиоизлучения активных областей с точностью до десятых долей процентов. Таким образом, появилась возможность исследования на Солнце таких явлений, как симпатические всплески.

Симпатическими вспышками (всплесками) принято называть парные вспышки (всплески), которые возникают почти одновременно на Солнце в местах, удаленных друг от друга на расстояния вплоть до L > 105 км. Полагают, что симпатические вспышки являются результатом воздействия первичной вспышки на удаленную от нее активную область, т.е. симпатические вспышки (всплески) являются вторичными вспышками (всплесками) [145, 118].

Представленный исторический обзор работ (1936 - 2003 гг.), посвященных исследованию симпатических вспышек и всплесков на Солнце в оптическом и радиодиапазоне, а также взаимодействию активных областей на Солнце по данным наблюдений в рентгеновском диапазоне, даёт представление о многообразии наблюдений этого явления и развитии представлений о различных механизмах, инициирующих это явление [104].

Симпатические вспышки и всплески исследовалась на телескопах различных обсерваторий: в Маунт Вилсон обсерватории, в институте Фраунгофера, в Сакраменто Пик обсерватории, в Астрономическом институте в Ондржейове, в Локхедской Солнечной обсерватории, в Биг Бэа Солнечной обсерватории, в Крымской Астрофизической обсерватории и т.д. Для радионаблюдений использовались, как правило, крупные радиотелескопы: радиоинтерферометр в Кулгуре (Австралия), VLY (США), интерферометр в Нобеяма (Япония), пространственное разрешение которых составляет угловые секунды-минуты. Данные рентгеновских наблюдений получены со спутников 1SEE 3, Skylab, Пионер, 1МР-5, OGO-5, SMM, GOES, Yohkoh, CGRO [105-114, 116-119, 121-125, 128, 129, 131-136, 138-147, 151, 154, 156- 160, 163, 164].

Начиная с 1980 г., явления симпатических всплесков (синхронных уярчений источников солнечного радиоизлучения) исследуются по данным наблюдений в сантиметровом диапазоне длин волн на РАТАН-600 [166 - 178]. Временное разрешение РАТАН-600 в режиме "эстафеты" составляет несколько минут, поэтому вместо термина "симпатические всплески" мы используем термин "синхронные уярчения". Этот термин указывает на существование почти одновременных повышений потоков нескольких источников радиоизлучения Солнца на определенный момент наблюдения. Уярчения источников считаем синхронными, если они зарегистрированы на интервале времени 2-2.5мин, т.е. времени прохождения Солнца через диаграмму направленности антенны.

По данным наблюдений на РАТАН-600 9, 10.02.80 г., 17, 24, 29.07.81 г. методом "эстафеты" на волнах 4.5 см и 2.3 см обнаружено около 30 случаев синхронных повышений относительных потоков радиоизлучения локальных источников в течение пяти 2 - 4 часовых сеансов наблюдений как внутри одной группы на расстояниях <10 гелиогр. град., так и в источниках, отождествленных с разными группами пятен, удаленными друг от друга на расстояния вплоть до L > 105 км. Источники см-радиоизлучения Солнца отождествлены с биполярными группами пятен на фотосфере Солнца. Синхронные уярчения активных областей регистрировались практически всегда, если наблюдения на РАТАН-600 по времени были близки к моментам микроволновых радиовсплесков различных типов: 3s, 5s, 8s, 28 PRF, 31 ABS, 45s, 20 GRF, 21 GRF, 30 PBI (данные служб Солнца на частотах: 17000, 15400, 11800, 9400, 9100, 8800, 4995, 1000 МГц). Вследствие этого, можно утверждать, что синхронные уярчения источников на Солнце - явления достаточно частые. Показано, что, как правило, синхронные уярчения источников наблюдаются во время повышения интегрального потока Солнца в мягком рентгене, согласно данным спутника Прогноз-8 [49,168].

Выявлены линейно коррелированные крупномасштабные временные компоненты изменения потоков радиоизлучения источников на Солнце на временных масштабах равных 4 часам. При этом пространственные масштабы между взаимодействующими источниками достигают значений >105 км. Выявленные линейно коррелированные крупномасштабные временные компоненты указывают на взаимосвязь активных областей не только в моменты вспышек и всплесков, но и в их отсутствии [179, 180].

Исследование синхронных уярчений радиоизлучения источников на Солнце было продолжено по данным наблюдениий, полученным на РАТАН-600 в многоазимутальном режиме наблюдений (южный сектор с перископом) [181]. При исследовании синхронных уярчений использовалась методика обработки наблюдений, разработанная ранее для режима "эстафеты". По данным наблюдений радиоизлучения Солнца 11.09.01 г. на четырёх волнах сантиметрового диапазона: 1.92 см, 2.24 см, 2.74 см и 3.21 см выявлены синхронные уярчения источников солнечного радиоизлучения, а также подтверждено существование линейно коррелированных крупномасштабных временных компонент изменения потоков радиоизлучения активных областей. Исследованные источники отождествлены на фотосфере Солнца с активными областями, удаленными друг от друга на расстояние вплоть до L ~ 10б км. Результаты этих наблюдений на РАТАН-600 позволили оценить нижнюю границу скорости возмущающего агента (от V = 0.3 • 10 км/сек до V 2:104 км/сек) и выявить два механизма возникновения синхронных уярчений источников в узком спектральном диапазоне микроволнового излучения: действие высокоэнергичных электронов, вырвавшихся из места первичного всплеска и переместившихся в место вторичного уярчения по магнитным петлям, соединяющим эти активные области, и распространение волновых фронтов [184 - 186].

Синхронные увеличения относительных потоков источников солнечного радиоизлучения на коротких сантиметровых волнах зарегистрированы на РАТАН-600 даже во время слабых увеличений полного потока излучения Солнца в мягком рентгене ( 0.5 ■*• 4.0 А°, 1.0 + 8.0 А°; GOES 8, GOES 10) [186]. Это также свидетельствует о том, что синхронные уярчения источников на Солнце - явления не редкие. Достаточно частое проявление синхронных уярчений источников солнечного радиоизлучения, удалённых друг от друга на расстояния вплоть до значений L >105 км, а также существование линейно коррелированных крупномасштабных временных компонент изменения их потоков указывают на гораздо более сильные взаимодействия активных областей на Солнце, чем это принято считать.

Цель работы.

1. Разработать и реализовать радиоастрономические методы юстировки БПР и РАТАН-600 по Солнцу для быстрого построения отражающей поверхности высокой точности главного зеркала АПП.

2. Разработать и внедрить на РАТАН-600 специальные методы наблюдений: метод "эстафеты" и метод "эстафеты с зонированием" - для возможности выполнения многочастотного мониторинга радиоизлучения Солнца от его восхода до захода.

3. Разработать и реализовать способ построения двумерного изображения радиоизлу -чения Солнца при наблюдении на РАТАН-600 методом "эстафеты с зонированием" с использованием вторичного отражателя с конической поверхностью.

4. Выполнить исследование синхронных уярчений источников солнечного радиоиз -лучения, используя наблюдения, полученные на западном и северном секторах РАТАН-600 в режиме "эстафеты" и на южном секторе с перископом в "многоазимутальном режиме".

Научная новизна работы.

1. Разработан и реализован радиоастрономический способ юстировки антенн переменного профиля (БПР и РАТАН - 600) по Солнцу при положениях отражающих элементов главного зеркала антенны и вторичного отражателя близких к условиям реальных наблюдений. Радиоастрономические юстировки БПР и РАТАН - 600 на рабочих углах антенн позволили определять места нулей отражающих элементов по трём координатам, исследовать кинематические ошибки в местах нулей отражающих элементов, а также формировать единую отражающую поверхность радиотелескопа и контролировать всю его поверхность в целом.

2. Предложен и внедрён на РАТАН-600 метод "эстафеты" - метод наблюдений с уменьшенной апертурой, обеспечивающий возможность многочастотного мониторинга Солнца от его восхода до захода с целью исследования эволюции активных областей солнечного радиоизлучения, развития солнечных всплесков и построения двумерного изображения радиоизлучения Солнца в широком диапазоне длин волн.

3. Предложен и внедрён метод "экспресс-контроля", который позволяет по одному скану Солнца определять действительное положение центра диаграммы направленности PAT АН - 600 по углу места наблюдения.

4. Предложен и реализован режим наблюдений с зонированной поверхностью главного зеркала антенны РАТАН-600 - метод "эстафеты с зонированием", обеспечивающий возможность быстрых перестановок антенны и увеличение её апертуры. Метод "эстафеты с зонированием" позволяет наблюдать источники космического радиоизлучения от их восхода до захода и получать двумерные изображения этих источников.

5. Созданы пакеты программ для выполнения радиоастрономических юстировок БПР и РАТАН-600 и для установки главного зеркала РАТАН-600 при наблюдениях методами "эстафеты " и "эстафеты с зонированием".

6. Разработан и реализован способ построения двумерного изображения радиоизлучения Солнца по данным наблюдений на РАТАН-600 в режиме "эстафеты с зонированием" с использованием вторичного отражателя с конической поверхностью.

7. Разработана оригинальная методика обработки наблюдений для исследования синхронных уярчений активных областей солнечного радиоизлучения.

8. Впервые показано, что синхронные уярчения активных областей солнечного радиоизлучения (симпатические всплески) - явления, которые наблюдаются достаточно часто. Они проявляются при всех типах микроволновых всплесков, На - вспышках и повышении интегрального потока мягкого рентгеновского излучения Солнца.

9. Впервые на интервалах времени, равных четырём часам наблюдений, обнаружены линейно коррелированные крупномасштабные временные компоненты динамики изменения относительных потоков радиоизлучения источников на Солнце, указывающие на взаимное влияние активных областей не только во время вспышек и всплесков, но и в их отсутствии.

10. Впервые в узком спектральном диапазоне микроволнового излучения (1.92 см •*■ 3.21 см) отмечено проявление двух различных механизмов синхронных уярчений источников солнечного радиоизлучения: действие высокоэнергичных электронов и волновых фронтов.

Научная и практическая ценность работы.

Заключение диссертации по теме «Астрофизика, радиоастрономия», Голубчина, Ольга Абрамовна

4.4 Выводы

1. По данным наблюдений, выполненных на PAT АН - 600 методом "эстафеты" 9, 10 февраля 1980 г. и 17, 24, 29 июля 1981 г. и в многоазимутальном режиме 11 сентября 2001 г. на волнах саш-иметрового диапазона (А, = 1.92 см - 4.5 см), обнаружены синхронные повышения относительных потоков источников солнечного радиоизлучения. .

Наблюдения радиоизлучения Солнца на РАТАН - 600 показали, что синхронные уярчения источников солнечного радиоизлучения, а следовательно, и симпатические всплески являются достаточно частыми событиями.

Зарегистрировано 35 синхронных повышений относительных потоков источников солнечного радиоизлучения, удалённых друг от друга на расстояния вплоть до L > 105 км, причём синхронные уярчения источников солнечного радиоизлучения наблюдались на РАТАН - 600 во время микроволновых всплесков различных типов: 3s, 5s, 8s, 45s, 28 PRF, 31 ABS, 20 GRF, 21 GRF, 30 PBI и повышении мягкого рентгеновского излучения Солнца.

2. Полученные значимые коэффициенты линейной корреляции изменений относительных потоков со временем для различных источников солнечного радиоизлучения подтверждают реальность существования линейно коррелированных крупномасштабных временных компонент динамики изменения относительных потоков источников солнечного радиоизлучения, удалённых друг от друга на расстояния вплоть до L > 105 км.

•у

• 3. Оценки нижней границы скорости возмущающего агента от (V = 0.3 - 10) • 103 км / сек до V ^ 104км/ сек указывают на то, что триггерным механизмом синхронных уярчений ис-ф точников солнечного радиоизлучения могут быть как волновые фронты, так и высокоэнергичные электроны, высвобождающиеся в процессе первичной вспышки / всплеска.

Наблюдение радиоизлучения Солнца 11.09.01 г. в многоазимутальном режиме выявило два возможных механизма синхронных уярчений источников солнечного радиоизлучения в узком спектральном диапазоне сантиметровых волн (А. = 1.92 см - 4.5 см): действие высокоэнергичных электронов (V £ 104км /сек) и действие волновых фронтов (V = (0.3 -10) • 103км / сек), которые распространяются из места первичного всплеска.

Достаточно частое проявление синхронных уярчений источников солнечного радиоизлучения, удалённых друг от друга на большие расстояния, а также установленный факт сущест-ф вования линейно коррелированных крупномасштабных временных компонент динамики изменения относительных потоков радиоизлучения источников на Солнце указывают на гораздо более сильные взаимодействия активных областей, чем это принято считать.

Заключение

1. Разработан и реализован метод радиоастрономической юстировки АЛЛ (БПР и РА-ТАН-600) по Солнцу, заключающийся в юстировке каждого отражающего элемента кругового отражателя антенны по трём координатам, используя последовательное его наведение в три упреждённые точки при юстировке БПР или в две с фиксацией третьего отсчёта в максимуме сигнала при равномерном движении отражающего элемента в случае РАТАН-600. Радиоастрономические юстировки БПР и РАТАН - 600 выполняются при положениях отражающих элементов главного зеркала антенны и вторичного отражателя близких к условиям реальных наблюдений. Вследствие этого, p.a. юстировки позволили определять не только места нулей отражающих элементов по трём координатам, но и исследовать кинематические ошибки в местах нулей отражающих элементов, а также формировать единую отражающую поверхность радиотелескопа и контролировать всю его поверхность в целом.

Радиоастрономическая юстировка по Солнцу регулярно использовалась в многолетней практике Большого Пулковского радиотелескопа как основной метод юстировки. Благодаря внедрению метода радиоастрономической юстировки, качество работы БПР было существенно улучшено вплоть до волны 2 см.

Метод радиоастрономической юстировки способствовал исследованию параметров радиотелескопа PAT АН - 600 и развитию альтернативных методов юстировок. Он явился базой для создания специальных режимов наблюдений на РАТАН - 600: "эстафеты" и "эстафеты с зонированием".

Проведён анализ погрешностей результатов радиоастрономических юстировок по трём юстируемым координатам, который показал, что среднеквадратичное отклонение установки отражающих элементов БПР по азимуту равно ар ~ 0.5 угл.мин., по углу места - аа~ 0.3 -е- 0.5 угл.мин., по радиальному перемещению - or= 0.1 мм и соответственно для РАТАН-600: ор= 30 + 40 угл.сек., оа= 37.5 угл.сек., Or= 0.16 мм (точность привязки соседних отражающих элементов). Внутренняя точность метода радиоастрономической юстировки РАТАН - 600 по радиусу в среднем по поверхности с учётом накопления случайных ошибок равна а = 0.55 мм, что хорошо согласуется с результатами расчётов, выполненных с использованием математического моделирования.

Предложен и реализован метод исследования кинематических ошибок отражающих элементов главного зеркала РАТАН - 600 с использованием p.a. юстировок по Луне, склонение которой меняется от 24° до 64° в течение двух недель. Установлено наличие кинематического эффекта изменения радиальных мест нулей РАТАН - 600 с высотой (ст = 0.3 -s- 0.5 мм при h = 28°-69°).

2. Методом математического моделирования проведён анализ влияния смещения эффективного центра радиоизлучения Солнца (ЭЦРС) на результаты p.a. юстировки АПП. Показано, что, в силу растянутости процесса юстировки во времени, влияние смещения ЭЦРС по склонению Д5 = 1 -5- 5 угл. мин. и часовому углу - Дт} = (1 -г 4) мин. на результаты p.a. юстировки носит нетривиальный характер и вызывает либо изменение формы отражающей поверхности главного зеркала антенны (в основном с продольным смещением центра антенны), либо её разворот с поперечным смещением центра. Показано, что крупномасштабные ошибки такого характера с достаточной степенью точности устраняются методом "приведения к опорному фазовому центру антенны". При этом потеря эффективной площади поверхности антенны за счёт неполной компенсации ошибок этим методом на X = 8 мм равна 0.3 4.7 %, а на волнах сантиметрового диапазона потеря составляет лишь сотые доли процента.

С помощью математического моделирования на ЭВМ проведён анализ накопления случайных ошибок в местах нулей по радиусу, возникающих при взаимной привязке отражающих элементов от центра к краю антенны. Показано, что среднее из остаточных среднеквадратичных отклонений после выполнения процедуры "приведения к опорному центру антенны" по восьми проигранным вариантам составляет ст = 0.5 мм. Дальнейшее уменьшение остаточного ст может быть достигнуто либо проведением ряда последовательных юстировок, либо выполнением радиоастрономических юстировок удалённых групп отражающих элементов по дискретным источникам, что позволит исключить накопление случайных ошибок на масштабах группы отражающих элементов. Экспериментальные наблюдения дискретного источника ЗС - 84 на двух группах PAT АН - 600 № 13 и № 16 в режиме интерферометра показали перспективность метода радиоастрономической юстировки групп отражающих элементов АПП по дискретным источникам.

3. Предложен и внедрён в практику работы РАТАН-600 метод "эстафеты" - один из возможных режимов наблюдений с уменьшенной апертурой, который позволяет проводить мониторинг радиоизлучения Солнца от его восхода до захода в широком диапазоне длин волн. При оптимальном режиме наблюдений Солнца на PAT АН - 600 методом "эстафеты" вторичный отражатель устанавливается вблизи или в центре антенны, радиальное положение опорного элемента рабочей части антенны близко к величине минимального радиуса антенны, апертура антенны равна 64 - 100 м. При этом геометрическая площадь рабочей части антенны равна 400 ч- 560 м 2, что соответствует геометрической площади параболоида с диаметром равным 22 - 25 м. Пространственное разрешение антенны при наблюдении на РАТАН - 600 в режиме "эстафеты" равно: X = 2.3 см, 0 0.5 =1.1 х 15.4 угл.мин.; X = 4.5 см, 8 0.s =2.3 х 27.7 угл.мин.

Показано, что возможность сканирования Солнца ножевой диаграммой направленности антенны в секторе позиционных углов 2q « 82° 90° (5 да -14° + +23°) при его наблюдении на РАТАН - 600 в режиме "эстафеты" позволяет получать двумерное изображение Солнца в широком сантиметровом диапазоне длин волн.

Теоретические расчёты и прямые измерения д.н.а. с помощью наблюдений источников ЗС - 84 и ЗС - 273 и Крабовидной туманности в режиме "эстафеты" на волнах 2.08 см, 3.9 см и 8.02 см показали, что в режиме "эстафеты" система главное зеркало - вторичный отражатель (при вторичном отражателе, расположенном в центре или вблизи центра РАТАН - 600) представляют собой длиннофокусную систему с почти равномерным распределением электромагнитного поля вдоль раскрыва антенны. При этом продольная и поперечная безаберрационные зоны составляют десятки длин волн, а диаграмма направленности антенны близка к ножевой.

Найденный в ходе p.a. юстировки по 'Солнцу закон облучения главного зеркала антенны вдоль его апертуры был использован для расчётов и моделирования диаграммы направленности БПР и РАТАН - 600.

4. В качестве демонстрации возможностей метода "эстафеты" приведены результаты наблюдения солнечного затмения 31.07.81 г. и исследования развития всплесков 12.07.82 г. и 4.08.83 г., которые подтвердили высокую координатную точность измерений и высокую чувствительность по потоку (до 0.3 с.е.п.) системы радиотелескоп - радиометр в режиме "эстафеты".

Приведенные примеры спектральных наблюдений динамики развития микроволновых всплесков солнечного радиоизлучения подтверждают целесообразность использования на РАТАН-600 метода "эстафеты" для изучения физических условий в активных областях с целью прогнозирования всплесков и вспышек на Солнце.

5. Предложен и реализован быстрый метод "экспресс - контроля" наведения центра д.н.а. по углу места наблюдения. Показано, что поправка к расчётному положению центра д.н.а. по углу места определяется с точностью выше 1 угл. мин. при наблюдении радиоизлучения Солнца методом "эстафеты" в азимутах отличных от нуля. Метод "экспресс - контроля" позволяет уточнять положение центра д.н.а. по углу места в наблюдениях независимо от давности их проведения.

Метод "экспресс - контроля" применялся при обработке наблюдений радиоизлучения Солнца на РАТАН - 600, выполненных в режиме "эстафеты".

Показано, что метод "экспресс - контроля" может быть полезным для определения радиорефракции на низких углах места наблюдения на РАТАН - 600.

6. Предложен и реализован на РАТАН - 600 специальный метод наблюдений с зонированной поверхностью главного зеркала антенны - метод "эстафеты с зонированием". Этот метод позволяет значительно увеличить горизонтальную апертуру рабочей части антенны, сократить время установки антенны путем уменьшении диапазона радиальных перемещений отражающих элементов и зонирования поверхности антенны. Метод "эстафеты с зонированием" позволяет с высоким пространственным разрешением (десятки секунд дуги) наблюдать радиоисточники на кратных длинах волн в течение всего времени пребывания их над горизонтом, исследовать быстропеременные процессы на Солнце и получать двумерные изображения наблюдаемых источников.

Для различных высот наблюдаемых источников определены оптимальные положения вторичного отражателя относительно центра антенны, при которых выставляется наибольшее количество отражающих элементов, т.е. достигается максимальная апертура, площадь и разрешающая способность антенны. Показано, что при наблюдении источников с высотами h = 3° -ь 69.5° и использовании вторичного отражателя с конической поверхностью, расположенного в центре поворотного круга (F = 0), или при использовании стандартного вторичного отражателя, установленного в центре поворотного круга, который вращается в соответствии с изменением азимута наблюдаемого источника, в формировании рабочей части антенны могут участвовать от 61 до 145 отражающих элементов, т.е. не более 1/5 всех отражающих элементов главного зеркала антенны. Для наблюдений источников с h ~ 83 ° возможна установка всех отражающих элементов главного зеркала антенны даже при F = 0.

Оптимальное положение вторичного отражателя для наблюдений источников с высотами h = 35° + 70° соответствует F = 100 м. При наличии круговых рельсовых путей, расположенных по окружности радиуса ~100 м (от центра круга), и перемещении вдоль них вторичного отражателя в соответствии с изменением азимута источника появляется возможность длительного наблюдения с высоким угловым разрешением. Так, при наблюдении источников на высоте h = 69.5° в формировании главного зеркала антенны могут использоваться 4/5 всех элементов кругового отражателя, т.е. примерно 715 отражающих элементов. В этом случае при наблюдении на волне 4.5 см пространственное разрешение достигает значения -18 х 18 угл. сек. Таким образом, радиоизлучение Солнца в летнее время можно наблюдать в течение 10-15 часов через короткие интервалы времени (At = 4 мин.) с высоким пространственным разрешением, что особенно важно при изучении динамики развития активных образований на Солнце.

7. Согласно полученной формуле АГк = Г / (8 • кщах), сделаны оценки допустимых полос пропускания частот радиометров, при которых сохраняется пространственно - временная когерентность принимаемого сигнала при наблюдении методом "эстафеты с зонированием".

Показано, что при наблюдении источников с высотами Ь = 3.5 70° методом "эстафеты с зонированием" с использованием всего диапазона радиальных перемещений (1 м.) допустимая полоса пропускания частот радиометра 10 МГц.

Уменьшение диапазона радиальных перемещений до 30 см приводит к сильному зонированию поверхности антенны и уменьшению допустимой полосы пропускания частот радиометров. Так, например, для наблюдений Солнца (Ь = 3.5° 70°) АГк = 5 -ь 3 МГц, если вторичный отражатель расположен в центре круга, и ДГк = 7 МГц, если вторичный отражатель вынесен из центра круга на расстояние Б = 100 м. Для наблюдений источников с высотами Ь = 3.5 + 83.8° с использованием вторичного отражателя с конической поверхностью, расположенного в центре круга, допустимая полоса пропускания частот радиометра АГ к < 1 МГц.

8. Показано совпадение оценок изменения антенных температур источника при переходе от "штатного" режима наблюдений к методу "эстафеты с зонированием" по данным, полученным из теоретических расчётов и экспериментальных наблюдений источников радиоизлучения 49, Лебедь А и Солнце.

9. Разработан и реализован способ построения двумерного изображения радиоизлучения Солнца на РАТАН - 600 методом последовательного азимутального апертурного синтеза. При этом использованы наблюдения в режиме "эстафеты с зонированием" со вторичным отражателем конической поверхности. Получено двумерное изображение радиоизлучения Солнца на волне 8.01 см с пространственным разрешением 0 0.5 = 47 х 168 угл. сек.

10. Разработаны и экспериментально опробованы методика наблюдений и методика обработки наблюдений Солнца на РАТАН - 600 в режиме "эстафеты с зонированием" с использованием вторичного отражателя с конической поверхностью.

Выявлена сложная структура распределения электромагнитного поля вдоль апертуры главного зеркала антенны, которая обусловлена в основном экранировкой главного отражателя пилонами, поддерживающими коническую поверхность вторичного отражателя. В результате действия экранировки ослабление принимаемого сигнала от Солнца достигает 62 65 %.

Полученные результаты подтвердили корректность расчета установки антенны и формирования диаграммы направленности антенны при наблюдении методом "эстафеты с зонированием" с использованием вторичного отражателя с конической поверхностью.

11. Созданы пакеты программ, написанных на языках программирования: Ассемблер, Алгол - 60, Фортран, Си - для выполнения радиоастрономических юстировок радиотелескопа БПР и радиотелескопа РАТАН - 600; для установки антенны РАТАН - 600 при наблюдении в режимах "эстафеты" и "эстафеты с зонированием" с использованием вторичных отражателей различных типов.

12. По данным наблюдений, выполненных на РАТАН - 600 методом "эстафеты" 9, 10 февраля 1980 г. и 17, 24, 29 июля 1981 г. на волнах 2.3 см и 4.5 см и в многоазимутальном режиме - 11 сентября 2001 г. на волнах 1.92 см, 2.24 см, 2.74 см, 3.21 см, обнаружены синхронные повышения относительных потоков источников солнечного радиоизлучения, удалённых друг от друга на расстояния вплоть до L > 105 км. Зарегистрировано около 35 случаев синхронных уярчений источников солнечного радиоизлучения. Наблюдения радиоизлучения Солнца на РАТАН - 600 показали, что синхронные уярчения источников солнечного радиоизлучения, а следовательно, и симпатические всплески являются достаточно частыми явлениями.

Сопоставление синхронных уярчений с событиями, зарегистрированными службой Солнца, показало, что синхронные уярчения источников солнечного радиоизлучения, как правило, фиксируются на РАТАН - 600 во время микроволновых всплесков различных типов: 3s, 5s, 8s, 45s, 28 PRF, 31 ABS, 20 GRF, 21 GRF, 30 PBI - и повышении интегрального потока мягкого рентгеновского излучения Солнца.

Разработана методика обработки наблюдений, которая позволила на волне 2.24 см зарегистрировать синхронные повышения относительных потоков A (F / Fo) = (0.13 0.37) % с точностью 8 (F / Fo) = 0.05 % (при чувствительности системы радиотелескоп - радиометр по потоку A F « 0.005 с.е.п.). Полученные величины синхронных уярчений соответствуют изменению абсолютных потоков на несколько или десятки процентов AF / F = (3.5 -г- 18) % (A(F) = (0.24 + 0.88) с.е.п.).

13. Определены нижние границы скорости возмущающего агента от V = (0.3 -10) • 103 км / сек до V > 104 км / сек, которые указывают на то, что тригтерным механизмом синхронных уярчений источников солнечного радиоизлучения могут бьггь как волновые фронты, так и высокоэнергичные электроны, высвобождающиеся в процессе первичного всплеска, что совпадает с выводами, сделанными ранее рядом исследователей.

Наблюдение радиоизлучения Солнца 11.09.01 г. в многоазимутальном режиме выявило действие двух различных механизмов синхронных уярчений источников солнечного радиоизлучения в диапазоне сантиметровых волн (X = 1.92 см - 3.21 см): распространение высокоэнергичных электронов и волновых фронтов от места первичного всплеска. Результаты наблюдений на РАТАН-600 на четырёх волнах сантиметрового диапазона (1.92 см, 2.24 см, 2.74 см, 3.21 см) показали, что, вероятно, на более коротких волнах (1.92 см и 2.24 см) в качестве триггерного механизма преобладает действие высокоэнергичных электронов, вырвавшихся из места первичного всплеска и переместившихся в место вторичного уярчения по магнитным петлям, соединяющим эти активные области. На более длинных волнах (2.74 см и 3.21 см) вслед за ускоренными электронами распространяются волновые фронты, нижняя граница скорости которых V — (3V7)xl02 км/сек. Они усиливают синхронное уярчение, возникшее ранее под воздействием высокоэнергичных электронов.

14. Выявлены линейно коррелированные крупномасштабные временные компоненты динамики изменения потоков радиоизлучения источников на Солнце на временных масштабах равных 4-м часам по данным наблюдений на западном секторе PAT АН - 600 в ' режиме "эстафеты" и на южном секторе в многоазимутальном режиме.

Полученные коэффициенты корреляции изменений потоков со временем для ряда источников солнечного радиоизлучения с вероятностью Р = 0.95 4- 0.99 отвергают нуль - гипотезу о некоррелированности изменений потоков этих источников, удалённых друг от друга на расстояния вплоть до значений > 105 км, что указывает на взаимосвязь этих активных областей не только в моменты вспышек и всплесков, но и в периоды их отсутствия.

Дальнейшее использование различных методов наблюдений на РАТАН - 600, анализ результатов наблюдений радиоизлучения Солнца на РАТАН - 600 совместно с данными наблюдений, полученными на других радиотелескопах, в На - линии, в ультрафиолетовом и рентгеновском диапазонах, а также совершенствование инструментальной, методической и вычислительной баз на РАТАН - 600 способствуют более глубокому изучению физических процессов на Солнце в широком диапазоне длин волн.

Список литературы диссертационного исследования доктор физико-математических наук Голубчина, Ольга Абрамовна, 2005 год

1. Есепкина H.A., Корольков Д.В., Парийский Ю.Н., 1973, "Радиотелескопы и радиометры". М., "Наука", с. 115.

2. Краус Дж., " Радиоастрономия", 1973, Изд. "Советское радио", стр.153.

3. Христиансен У., Хёгбом И., 1972, "Радиотелескопы", Изд. "Мир", стр. 182.•

4. Цейтлин Н.М., 1976, "Антенная техника и радиоастрономия", Изд. "Советское радио", стр.81.

5. Хансен К.С., 1966, "Сканирующие антенные системы СВЧ", т. 1, Изд. "Сов. радио".

6. Хайкин С.Э. , Кайдановский Н.Л., Есепкина H.A., Шиврис О.Н., 1960, "Большой пулковский радиотелескоп", Изв.Главн.Астр.Обсерватории, № 164, стр.3.

7. Зверев Ю.К., Копылов А.И., Шиврис О.Н., 1970, "Реконструкция большого пулковского радиотелескопа", Изв. ГАО, № 185, с.219.

8. Хайкин С.Э., Кайдановский H.JL, Парийский Ю.Н., Есепкина H.A., 1972, "Радиотелескоп РАТАН-600", Известия ГАО, № 188, с.З.

9. Берлин А.Б., Есепкина H.A., Зверев Ю.К., Кайдановский H.JL, Корольков Д.В., Копылов А.И., Коркин Э.И., Парийский Ю.Н., Рыжков Н.Ф., Соболева Н.С., Стоцкий A.A., Шиврис О.Н.,1977, "Новый радиотелескоп Академии Наук РАТАН-600", ПТЭ, № 5, стр.8.

10. Ю.Кузьмин А.Д., Саломонович А.Е., 1964, "Радиоастрономические методы измерения параметров антенн", Изд. "Советское радио", стр.136.

11. Кисляков А.Г., Разин В.А., Цейтлин Н.М., 1996, "Введение в радиоастрономию", ч.Ц, Издательская фирма "Физико-математическая литература", Москва, стр.6.

12. Белевитин А.Г., Зверев Ю.К., 1972, "Геодезические работы при строительстве и юстировке радиотелескопов РАТАН-600", Изв. ГАО, № 188, с.114.

13. Стоцкий A.A., Шиврис О.Н., 1970, "Юстировка и установка антенны переменного профиля с помощью фазового компаратора", Изв. ГАО, № 185, с. 236.

14. Гельфрейх Г.Б., 1972, "Радиоастрономический способ юстировки антенны переменного профиля", Изв. ГАО, № 188, с. 139.

15. Гельфрейх Г.Б., Зверев Ю.К., Стоцкий A.A., Шиврис О.Н., 1971, "Юстировка антенны переменного профиля", Изв. ГАО, № 188, с. 123.

16. Гельфрейх Г.Б., Гольнев В.Я., Зверев Ю.К., Парийский Ю.Н., Стоцкий A.A., Шиврис О.Н., 1970, "Исследование электрических характеристик Большого Пулковского Радиотелескопа на волне 8 мм", Изв. Главн.Астр.Обсерватории, № 185, стр. 202.

17. Ходжамуххамедов Н., Стоцкий A.A., Боровик В.Н., 1970, "Автоколлимационный метод юстировки и контроля антенны переменного профиля", № 2, стр.257.

18. Стоцкий A.A., 1970, " Автоколлимационный метод юстировки и контроля антенны переменного профиля"; Радиотехника и электроника, № 2, стр.257.

19. Парийский Ю.Н., 1972, "Контроль параметров антенны по радиоастрономическим наблюдениям", Изв. ГАО, № 188, с. 149.

20. Гельфрейх Г.Б., Голубчина O.A., 1972, "Исследование и юстировка Большого Пулковского радиотелескопа", Астрофиз. исслед. (Известия CAO), т. 4, с. 177.

21. Гельфрейх Г.Б., Голубчина O.A., 1973, "Исследование и внедрение радиоастрономической юстировки на БПР", Радиофизика (Изв. Вуз.), т. XVI, 9, с. 1429.

22. Гельфрейх Г.Б., Голубчина O.A., 1978, "Радиоастрономическая юстировка РАТАН-600", Сообщения CAO, вып.23, с. 5.

23. Пинчук Г.А., Стоцкий A.A., 1982, "Применение радиоголографии для исследования радиотелескопа РАТАН-600", Изв. CAO, № 16, с. 135.

24. Синянский В.И., Стоцкий A.A., 1988, "Радиоголографический метод исследования и юстировки радиотелескопа РАТАН-600", Препринт № 55, ЛФ CAO АН СССР, Ленинград.

25. Голубчина O.A., Зверев Ю.К., Стоцкий A.A., Ходжамухаммедов Н., 1973, "Сравнение автоколлимационного и радиоастрономического методов юстировки Большого Пулковского радиотелескопа", Астрофиз. исслед. (Известия CAO), т. 5, с. 157.

26. Есепкина H.A., 1957, "Об одном методе измерения диаграмм направленности радиотелескопов с высокой разрешающей способностью", Доклады Академии наук СССР, том 113, № 1, стр.94.

27. Хайкин С.Э. , Петрунькин В.Ю., Есепкина H.A., Умецкий В.Н., Кузнецов Б.Г., Васильев Б.А., 1964, "Методы настройки антенны переменного профиля в ближней зоне", Изв. Главн. Астр. Обсерватории, № 172, стр.128.

28. Петрунькин В.Ю., Есепкина H.A., 1965, "К вопросу о настройке радиотелескопов с плоским отражателем", Краткие сообщения, стр.2236.

29. Брауде Б.В., Есепкина H.A., 1970, "Об измерении параметров остронаправленных антенн в ближней зоне методом фокусировки на конечное расстояние", Радиотехника и электроника, том 15, № 6, стр. 1131.

30. Молчанов А.П., 1960, "Наблюдений в ГАО смещений центра тяжести радиоизлучения Солнца", Изв. ГАО, том XXI, вып.5, № 164, стр. 114.

31. Голубчина O.A., 1978, "Влияние смещения центра тяжести радиоизлучения Солнца на радиоастрономическую юстировку АЛЛ", Сообщения CAO, вып.22, с. 61.

32. Голубчина O.A., 1979, "О накоплении случайной ошибки при радиоастрономической юстировке АЛЛ", Астрофиз. исслед. (Известия CAO), т. 11, с. 220.

33. Брауде Б.В., Есепкина H.A., Кайдановский H.JL, Хайкин С.Э. , 1960, "Исследование влияния случайных ошибок на электрические характеристики остронаправленных зеркальных антенн с отражателем переменного профиля", Радиотехника и электроника, № 4, стр.584.

34. Есепкина H.A., Кайдановский Н.Л., Кузнецов Б.Г., Кузнецова Г.В., Хайкин С.Э.,1961, "Исследование характеристик излучения остронаправленных зеркальных антенн с отражателем переменного профиля", Радиотехника и электроника, № 12, сгр.1947.

35. Стоцкий A.A., Калихевич Ю.Н, Осина Т.Н., Пинчук Г. А., 1987, "Автоколлимационная юстировка и исследование стабильности радиотелескопа РАТАН-600", Астрофиз. исслед., (Изв. CAO), № 25, стр. 143.

36. Голубчина O.A., 1980, "Использование радиоизлучения Луны для радиоастрономических юстировок", Астрофиз. исслед. (Известия CAO), т. 12, с. 141.

37. Гельфрейх Г.Б., Спитковский В.М., 1970, "Распределение облучения на главном зеркале антенны переменного профиля по данным радиоастрономической юстировки отражающих элементов", Изв. CAO, № 1, с. 82.

38. Богод В.M., Голубчина O.A., Мировский В. Г., Пятунина Т.Б., Соболева Н.С., Стру-ков И.А., Фридман П.А., "Результаты наблюдения дискретных источников на волне 2 см в Пулково", 1973, Радиофизика (Изв. Вуз.), т. XVI, 5, с. 765.

39. Богод В.М., Голубчина O.A., Мировский В. Г., Пятунина Т.Б., Соболева Н.С., Стру-ков И.А., Фридман П.А., 1973, "Предварительные результаты наблюдения дискретных источников и Юпитера на волне 2 см в Пулково", Астрономический журнал, 50, с.72.

40. Парийский Ю.Н., Шиврис О.Н., 1972, "Методы радиоастрономического использования РАТАН 600", Изв. ГАО, № 188, стр.13.

41. Кайдановский H.JI., 1975, "Сопровождение источников радиоизлучения при наблюдениях с помощью антенны переменного профиля", Изв. CAO, № 7, стр.214.

42. Кайдановский Н.Л., 1973, "Формирование многолучевых диаграмм направленности у антенн переменного профиля (АПП)", Изв.CAO, № 7, с.207.

43. Гиндилис Л.М., Есепкина H.A., Кардашёв Н.С., 1972, "О работе антенны переменного профиля с плоским перископическим отражателем", Изв. ГАО, № 188, с. 54.

44. Голубчина O.A., Голубчин Г.С., 1981, "Метод эстафеты", Астрофиз. исслед. ( Изв. CAO)., т. 14, стр.125.

45. Горелик Г.С. 1959, " Колебания и волны", М., Физматгиз.

46. Айзенберг Г.З., Ямпольский В.Г., Терешин О.Н., 1977, "Антенны УКВ", том 1, Изд. "Связь".

47. Голубчина O.A., 1999, "Всплесковые взаимосвязи локальных источников см-радиоизлучения Солнца", Кинематика и физика небесных тел, т. 15, 1, с.59.

48. Темирова A.B., 1983, "Экспериментальное исследование диаграмм направленности Северного сектора радиотелескопа РАТАН-600", Астрофиз. исслед. (Изв. CAO), № 17, стр.131.

49. Гельфрейх Г.Б., 1977, "Об одном алгоритме расчета диаграммы направленности антенны типа РАТАН-600 с учетом аберраций и поляризационных эффектов", Астрофиз. исслед. (Изв. CAO), № 9, стр.89.

50. Гельфрейх Г.Б., Коржавин А.Н.,1968, "Оптическое моделирование антенн СВЧ с отражателем переменного профиля", Радиотехника м электроника, № 13, стр.1176.

51. Коржавин А.Н., 1977, "Исследование методом оптического моделирования зависимости диаграммы направленности антенны переменного профиля от закона облучения апертуры", Астрофиз. исслед. (Изв. CAO), № 9, стр.53.

52. Коржавин А.Н., 1977, "Диаграмма направленности антенны переменного профиля для реальных режимов работы", Астрофиз. исслед. (Изв. САО), № 9, стр.71.

53. Берлин А.Б. и др., 1980, "Мгновенный спектр Зс-84 по наблюдениям на 16 частотах на РАТАН-16", Письма в АЖ, т.6, № 10.

54. Спитковский В.М., Гельфрейх Г. Б., 1970, "Модифицированный метод Гартмана для определения точного положения фокальной точки антенны переменного профиля", Радиотехника и электроника, № 2, с. 381.

55. Голубчина О.А., 1991, "Метод экспресс-контроля наведения диаграммы направленности антенны РАТАН-600 по углу места", Астрофиз.исслед. (Изв. САО), 31, с.144.

56. Голубчина О.А., 1991, "Результаты и перспективы наблюдений на РАТАН-600 методом "эстафеты" и "эстафеты с зонированием", Сообщения САО, вып.68, с.98.

57. Голубчина O.A., Ихсанова B.H., Голубчин Г.С., Плотников В.М., 1985, "Наблюдение всплеска радиоизлучения Солнца 12 июля 1982 г. на волнах X = 2.3 и 4.5 см методом "эстафеты" на Западном ceicrope РАТАН-600", Солнечные данные, 10, с.71.

58. Golubchina О. A., Ogir M.B., Zoobkova G.N., 1998, "The feature of the Ha-flare and cm-burst development on 12 July, 1982", Proceedings of the XlVth consultation on Solar Physics, Inst.of Academy of Science of the Czech Republic ISSN 1211-9105, p.85.

59. Голубчина О.A., 1999, "Сценарий Солнечной вспышки-всплеска 12 июля 1982 года", Фундаментальные проблемы естествознания РАН, т. I, с.379, Санкт-Петербург.

60. Болдырев С.И., Голубчина О.А., 1990, "Наблюдение радиовсплеска 4 августа 1983 г. на радиотелескопе РАТАН-600 методом "эстафета", Солнечные данные, 2, с.98.

61. Akhmedov Sh.B., at all, 1986,"Structure of a solar active region from RATAN-600 and Very Large Array obsevations", Astrophys. J., Vol.301, p.460 .

62. Kundu M.R., Lang K.R, 1985,"", Science, Vol. 228, p.9.

63. Алтынцев A.T. и др., 1982, "Солнечные вспышки", М. Наука.

64. Крюгер А., 1984, "Солнечная радиоастрономия и радиофизика", М., Мир.

65. Смольков и др., 1982, "О наблюдениях полного солнечного затмения 31 июля 1981 г.", Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, Изд. "Наука", стр. 165.

66. Ахмедов Ш.Б. и др., 1982, "Результаты наблюдений солнечного затмения 31 июля 1981 г. на волнах 2,4, 13, и 28 см", Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, Изд. "Наука", стр. 172.

67. Занданов и др., 1982, "Результаты наблюдений солнечного затмения 31 июля 1981 года, проведенных в двух пунктах на X = 3.5 и X = 5.2 см", Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, Изд. "Наука", стр.181.

68. Кузьмин В.М. и др., 1982, "Наблюдение полного солнечного затмения 31 июля 1981 г. на волне 3.3 см", Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, Изд. "Наука", стр.195.

69. Авдюшин С.И. и др., 1982, "Наблюдение солнечного затмения 31 июля 1981 года на волне 7.6 см в интенсивности и поляризации", Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, Изд. "Наука", стр.206.

70. Дурасова М.С. и др., 1982, "Наблюдение солнечного затмения 31 июля 1981 года в сантиметровом и дециметровом диапазонах на станции НИРФИ "Зименки" и в г. Ка-мень-на-Оби", Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, Изд. "Наука", стр.211.

71. Гнездилов А.А., Фомичёв В.В., 1982, "Результаты радионаблюдений солнечного затмения 31 июля 1981 года в ИЗМИР АН", Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, Изд. "Наука", стр.217.

72. Ким Гун-дер, Фатьянов М.П., 1982, "Структура корональной конденсации "В" в белом свете по наблюдению полного солнечного затмения 31 июля 1981 г.", Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, Изд. "Наука", стр.227.

73. Голубчина О.А., 1986, "Метод "эстафеты с зонированием"", Астрофиз. исслед. (Изв. САО), т.21, с.75.

74. Голубчина О.А., 1986, "Экспериментальные исследования наблюдений на РАТАН-600 методом "эстафеты с зонированием", Астрофиз.исслед.(Изв.САО), т.21, с.85.

75. Golubchina О. А., 1995, "The development and production of the new nonstandard methods of observations with the radio telescope RATAN-600", Solar Physics, No. 160/1, p. 207.

76. Голубчин Г.С., 1975, "Система автоматизированного управления элементами кругового и плоского отражателей антенны переменного профиля", Изв. САО., № 7, стр. 226.

77. Korolkov D. V., and Pariiskii Y.N., 1979, "The soviet RAT AN 600 radio telescope", Sky and Telescope, vol. 57, No.4, p.324.

78. Парийский Ю.Н., Хайкин С.Э., 1960, "О требованиях, которые должны быть предъявлены к большим радиотелескопам с точки зрения задач радиоастрономии", Изв. ГАО, № 164, стр.27 .

79. Парийский'Ю.Н., 1986, "РАТАН-600 и апертурный синтез", препринт САО, №33л.

80. Парийский Ю.Н. и др., 1993, "Радиотелескоп РАТАН-600 в режиме "Зенит", препринт № 95 СПб ф., Специальная Астрофизическая Обсерватория РАН, Санкт-Петербургский филиал, с. 1-63.

81. Wild J., Ryle М, 1955, "Symposium on Radio astronomy", Dublin.

82. Bracewell R.N., 1956, "Strip integration in radioastronomy", Austr.J.of Phusics., 9, No.2, p.198.

83. Bracewell R.N. , Riddle A.C., 1967, "Inversion of fan-beam scans in Radio Astronomy", Astrophys.J.,Vol.l50, p.427.

84. Цейтлин H.M., "Современные радиоастрономические системы апертурного синтеза" (Обзор), 1983, Радиофизика, том XXVI, № 11, стр. 1380.

85. Томпсон Р., Моран Дж.,Свенсон Дж., 1989, "Интерферометрия и синтез в радиоастрономии", стр.37.

86. Агафонов М.И., Подвойская О.А., 1989, "Восстановление двумерного распределения яркости итерационными алгоритмами при ограниченном количестве сканов ножевым лучом", Изв. Вузов, Радиофизика, т.32, № 6, с.742.

87. Минченко Б.С., 1977, "Коррекция радиоизображений при картографировании на РАТАН-600", Изв.САО, № 9, с.38 .

88. Минченко Б.С., 1983, "Синтез радиоизображения на радиотелескопе РАТАН-600", Радиофизика, том XXVI, JVfel 1, стр. 1463.

89. Голубчина О.А., Ихсанова В.Н., Богод В.М., Голубчин Г.С., 1981, "Двумерное изображение локальных источников на Солнце, полученное путём последовательного апертурного синтеза на РАТАН-600", Солнечные данные, 4, с.108.

90. Голубчина О.А., Голубчин Г.С.,1983, "Попытки построения двумерного изображения Солнца по наблюдениям, выполненным на РАТАН-600 методом "эстафеты", Радиофизика, том XXVI, № 11, стр.1472.

91. Alissandrakis С.Е., et al, 1993, "Spectral observations of active region sources with RATAN-600 and WSRT", Astron. Astroph., Vol. 270, p. 509.

92. Nindos A., Alissandrakis C.E.,Gelfreikh G.B.,Borovik V.N., Korzhavin A.N., Bogod V.M. 1996, "Two dimensional mapping of the Sun with the RATAN-600", Solar Physics, v.165, p.41.

93. Hogbom J. A., 1974, "Aperture synthesis with a non-regular distribution of interferometer baselines", Astron. Astrophys. Suppl., 15, No.3, p.417.

94. Голубкина O.A., 2001, "Одновременные взаимосвязанные вспышечно-всплесковые процессы на Солнце", Физика Солнца и космическая электродинамика, Труды Гос. Астрон. института им. П.К. Штернберга, том LXXI, с. 16.

95. Athey R.G., Moreton С.Е., 1961, "Impulsive phenomena of the solar atmosphere. I. .Some optical events associated with flares showing explosive phase", Astrophys.J. Vol.133, p.935.

96. Баранов H.B., Цветков Л.И., 1994, "Пульсация в микроволновых всплесках двух источников во время солнечных вспышек 11 июля 1991 г.", Письма в АЖ, т.20, N.5, с.388.

97. Becker U., 1958, "Uber die Fernauslosung von eruptionen", Zs.f.Astr. Vol. 44, p. 243.

98. Ерохин H.C. и др., 1974, "Плазменное эхо в хромосферных вспышках", Астрономический журнал, № 51, вып.4, с. 890.

99. Biesecker D.A., Thompson B.J., 2000, "Sympathetic flaring with BATSE, GOES, and EIT data", J.ofAtm. and Sol.-Terrestr.Phys., Vol.62, No.16, p.1449.

100. Farnic F., van Beek H.F., 1984, "Coronal interconnection of two active regions", Adv.Space.Res., Vol. 4, No.7, p. 243.

101. Farnic F.et al., 1993, "Coronal response to chromospheric activity", Sol.Phys., Vol.146, No.2, p.313.

102. Fritzova L., 1959, "On the frequency distribution of intervals between successive flares", Bull. Astron.Inst.Czech., Vol.10, p. 145.

103. Feix G., 1970, "Sympathetic radio bursts at mm-wavelengths", Sol.Phys., Vol.13, No.l, p.227.

104. Fritzova-Svestkova L. et al., 1976, "On the occurrence of sympathetic flares", Sol.Phys., Vol. 48, No. 2, p. 275.

105. Фисенко М.И., Чистяков В.Ф., 1975, "Особенности быстрых изменений яркости водородных флоккулов на Солнце", Исследование явлений на Солнце, с.39.

106. Gergely Т., Ericson W., 1975, "Decameter storm radiation", Sol.Phys., Vol. 42, p. 467.

107. Waldmeier M., Chromospharishe eruption, 1938, Z.Astrophys., Vol.16, p.276.

108. Wild J.P., Sheridan K.V., Kai K, 1968, "80 MHz photography of the eruption of a solar prominence", Nature, Vol. 218, pp. 536.

109. Wild J.P., 1969, "Interactions between distant centers around the Sun", Proceed.of ASA., Vol. 1, No. 5, pp. 181.

110. Dulk G.A. and Marsh K.A., 1982, "Simplified expressions for the gyrosynchrotron radiation from mildly relativistic, nonthermal and thermal electrons", Ap.J. Vol.259, p.350.

111. Kundu M.R., Gopalswamy N., 1987, "Correlated type III bursts emission from distant sources on the Sun", Sol.Phys., Vol. 112, p. 133.

112. Kundu M.R., Schmall E.J., Fu Q.-J., 1989, "Microwave evidence for large-scale changes associated with a filament eruption", Astrophys.J., Vol. 336, p. 1078.

113. Kundu M.R., Machado M.E., Erskine F.T., Rovira M.G., and Schmahl E.J., 1984, "Microwave, soft and hard X-ray imaging observations of two solar flares", Astron. Astrophys., Vol. 132, p. 241.

114. Кадомцев Б.Б., 1968, "Затухание Ландау и эхо в плазме", УФН, т.95, вып.1, c.l 11.

115. Каплан С.А., Пикельнер С.Б., Цытович В.Н., 1977, "Физика плазмы солнечной атмосферы", Изд. "Наука", Москва, с. 158.

116. Lang К.,Wilson R., 1989, "Time correlated bursts from widely separated solar active regions at 91.6 centimeter wavelength", Astrophys.J., Vol. 344, No. 2, pp. L77.

117. Maxwell A., 1973, "Radio emission from solar flares", Sky and Telescope, Vol.46, No.l, p.4.

118. Machado M.et al., 1988, "The observed characteristics of flare energy release. II. Highspeed soft X-ray fronts", Astrophys.J., Vol.326, p.451.

119. Moreton G.E., 1961, "Fast-moving disturbances on the Sun", Sky & Telescope, Vol. XXI, No. 3, p. 145.

120. Moreton G.E., 1964, "Ha shock wave and winking filaments with the flare of 20 September 1963", AstronJ., Vol. 69, No. 2, p. 145.

121. Mullaly R.F., 1961, "Evidence for the transfer of corpuscles to distant parts of the Sun following a solar radio bursts", Australian J.Phys., Vol. 14, No. 4, p. 540.

122. Malville J.M., Moreton G.E., 1961, "Trajectories of chromospheric disk surges", Nature, Vol.190, No.4780, p.995.

123. Mouradian Z. et al., 1989, "Comparison of На absorbtion features with soft X-ray images at the onset of solar flares", Astron. and Astroph., No.224, p.267.

124. Mandrini C., Machado M., 1992, "Large-scale brightenings associated with flares", Sol.Phys., Vol. 141, No. 1, pp. 147.

125. Meyer F., 1968, Symposia of the I.A.U., No.35, p.485.

126. Nakajima H. et al., 1985, "Microwave and X-ray observations of delayed brightenings at sites remote from the primary flare locations", Astrophys.J., Vol. 288, No. 2, p. 806.

127. Огирь М.Б., 1980, "О связи между изменениями яркости водородных флоккул в активных областях на Солнце", Изв.КРАО, t.LXII, с. 131.

128. Огирь М.Б., 1981, "К вопросу о связи между активными областями на Солнце", Изв. КрАО, t.LXIV, с.118.

129. Огирь М.Б., 1982, "Взаимосвязь активных областей на Солнце по На наблюдениям 25,28 и 29 мая 1980 г.", Солнечные данные, № 3, с.91.

130. Pearce G. and Harrison R.A., 1990, "Sympathetic flaring", Astr.Astroph., Vol. 228, p. 513.

131. Погодин И.Е., 1989, "К вопросу о симпатических вспышках на Солнце", Астрономический циркуляр, № 1537, с.29.

132. Poletto G., Gary G.A., Machado М.Е., 1993, "Interactive flare sites within an active region complex", Sol.Phys., Vol. 144, p. 113.

133. Richardson R.S., 1936, "Exceptional features of hydrogen floccula", Ann. Rept. Dir. Mt.W. Obs., Vol. 35, p. 171.

134. Richardson R.S., 1951, "Characteristics of solar flares", Astr.J., Vol. 114, p. 356.

135. Rust D., Webb D., 1977, "Soft X-ray observations of large-scale coronal active region brightengs", Sol.Phys., Vol. 54, p. 403.

136. Rust D., Simnett G.,Smith D., 1985, "Observational evidence for thermal wave fronts in solar flares", Astrophys.J., Vol. 288, No.l, p.401.

137. Смит Г, Смит Э., 1966, "Солнечные вспышки", М. "Мир", с. 139.

138. Simnett G.M., 1974, "A correlation between time-overlapping solar flares and the release of energetic particles", Sol.Phys., Vol. 34, p.377.

139. Smith S.and Harvey K., 1971, "Observational effects of flare-associated waves", Physics of Solar Corona, (in C.M.Macris ed.), p. 156.

140. Smith D.F. and Brown J, 1980, "Limits of the streaming and escape of electrons in thermal models for solar hard X-ray emission", Ap.J., Vol.242, No. 2, p.799.

141. SvestkaZ., 1976, "Solar Flares", p.225.

142. Svestka Z. et al., 1977, "Transequatorial loops interconnecting McMath regions 12472 and 12474", Sol.Phys., Vol. 52, p. 69.

143. Svestka Z., Farnik F., Fontenla J.,and Martin S., 1989, "Flaring Arches", Sol.Phys., Vol.123, No.2, p.317.

144. Svestka Z.et al., 1995, "Large-scale active coronal phenomena in Yohkoh SXT images", Sol. Phys., Vol.161, p.331.

145. Tang F., Moore R.L., Tang F., Moore R., 1982, "Remote flare brightenings and type III reverse slope bursts", Sol.Phys., Vol. 77, Nos. 1/2, p. 263.

146. Uchida Yu. et.al., 1973, "Flare-produced coronal MHD-fast-mode wave fronts and Moreton's wave phenomenun", Sol.Phys., Vol. 28, p.495.

147. Yoichiro Hanaoka, 1996, "Flares and plasma flow caused by interacting coronal loops", Sol. Phys., Vol. 165, p. 275.

148. Yoichiro Hanaoka, 1997, "Double-loop configuration of solar flares", Sol.Phys., Vol. 173, p. 319.

149. Чистяков В.Ф., 1970, "Некоторые особенности короткопериодических пульсаций напряжённости магнитного поля солнечных пятен". В кн. "Исслед. по геомагнет., аэрон, и физ. Солнца", вып. 10, с. 179.

150. Nakajima Н., Kawashima S., Shinohara N., Shiomi Y., and S. Enome, 1990, "A high -speed shok wave in the impulsive phase of the 1984 April 24 flare", Ap.J.Suppl., vol.73, p. 177.

151. Shi, Z.X., Wang, J.X., and Luan, D., 1997, "Solar sympathetic flares in two adjacent active regions", Acta Astron.Sinica, Vol.38, p.257.

152. Zhang, C.X., Wang, H., Wang, J.X., Yan,Y., 2000, "Sympathetic flares in two adjacent active regions", Sol.Phys., Vol. 195, p. 135.

153. Гараимов В.И. 1997, "Обработка массивов одномерных векторов данных в ОС WIN DOWS, Программа WORK SCAN версия 2.3.", препринт САО РАН, № 127Т, Нижний Архыз, 1-17.11

154. Golubchina O.A., 1990, "Sympathetic radio bursts and the attempt of their finding with RATAN-600 by "RELAY" technique", Astronomishe Nachrichten, Vol.311, No.6, p.391.

155. Голубчина O.A., 1991, "Синхронное повышение относительных потоков радиоизлучения локальных источников на Солнце на X = 2.3 и 4.5 см", Астрофиз. исслед. (Изв. САО), 33, с. 203.

156. Голубчина О.А., 1994, "Синхронные повышения интенсивности локальных источников см-радиоизлучения Солнца", Препринт № 99, СПб ф. САО, с. 1-15.

157. Голубчина О.А., 1996, "Синхронные уярчения локальных источников радиоизлучения Солнца по наблюдениям на РАТАН-600", Препринт № 120, СПб ф. САО.

158. Голубчина О.А., 1997, "О симпатических вспышках и всплесках, синхронных уярчениях локальных источников радиоизлучения Солнца и взаимодействии активных образований на Солнце в рентгеновском излучении", Препринт 124, СПб ф. САО, с. 1-49.

159. Голубчина О.А., 1998, "Синхронные всплесковые явления и перспеетивы их исследования на РАТАН-600", Труды научн. конфер. "Достижения и проблемы солнечной радиоастрономии", С-Петербург, июнь 1998г., с.46.

160. Голубчина О.А., 1999, "Вспышечно-всплесковые взаимосвязи на Солнце", Новый 23 цикл активности Солнца: наблюдения и теоретические аспекты (научн. конфер., Санкт-Петербург, Пулково, 24-29 июня 1998 г.), г. Санкт Петербург, с.229.

161. Golubchina О. А., 1999, "Bursts interconnections of local sources of cm-solar radio emission", В кн. "Radio astronomical researches" (Proceedings of the VIII russian-finish simposium on radio astronomy, St. Petersburg, 28.06-3.07.99), p. 26.

162. Golubchina O.A., 2002, "The Flare-Burst Interrelationships of the Active Regions on the Sun", В кн. "From Solar Min to Max: Haifa Solar Cycle with SOHO", SOHO 11 Symposium, Davos, Switzerand, 11-15 March 2002, SP-508, p.445.

163. Голубчина O.A.,1994, "Квазисинхронная компонента динамики см-радиоизлучения локальных источников на Солнце", Препринт № 105, СПб ф. САО, с.1-13.

164. Golubchina О. А., 1995, "Large-scale component of dynamics of the local solar sources of cm-radiation", Solar Physics, Vol.160, № 1, p. 199.

165. Тохчукова C.X., 2002, "Реализация метода многоазимутальных наблюдений Солнца на РАТАН-600", Препринт САО РАН, № 174, Н.Архыз.

166. Богод B.M., Тохчукова C.X., 2003, "Особенности микроволнового излучения активных областей, генерирующих мощные солнечные вспышки", ПАЖ, т. 29, № 4, с. 305.

167. Голубчина O.A., Тохчукова С.Х, Богод В.М., Гарсиа Х.А., Гараимов В.И., 2004, "Синхронные уярчения микроволнового излучения активных областей на Солнце по данным спектральных наблюдений на РАТАН 600", ПАЖ, том 30, № 10, с.787-800, 2004. '

168. Румшиский Л. 3., 1971, "Математическая обработка результатов эксперимента", М., Наука.

169. Романовский В.И., 1939, "Элементарный курс математической статистики", Госпланиздат, Москва Ленинград.

170. Тейлор Дж., 1985, "Введение в теорию ошибок", М., "Мир".

171. Халхунов В.З., 1972, "Сферическая астрономия", М., "Недра".

172. Мартин Ф., 1972, "Моделирование на вычислительных машинах", Изд."Сов. радио".

173. Solar Geophysical Data, 1980-1985.

174. Valnicek В. et al., 1983, Prognoz Data Partlll, Czechoslovak Academy of Sciences, No.55.