Основные итоги диссертационной работы

Сформулируем основные результаты диссертационной работы по развитию средств сбора и обработки данных радиотелескопа РАТАН-600.

1.

В результате разработки и внедрения для автоматизации сбора наблюдательных данных на РАТАН-600 технологии распределенного разделения ресурсов на базе универсальной локальной сети в соответствии с рекомендациями по международным стандартам интернет:

• Существенно повышена надежность сбора наблюдательных данных, прежде всего за счет использования универсальных, легко доступных вычислительных средств, стандартных средств телекоммуникации и сокращения необходимого числа кабельных линий.
• Существенно повышена надежность архивирования данных с устранением фиксированной безадресной привязки потока наблюдательных данных к конкретному хост-компьютеру. Появилась возможность программного переключения или параллельная запись на носители нескольких компьютеров одновременно.
• Благодаря использованию современной технологии и элементной базы в среднем на порядок возросла производительность системы сбора и передачи данных и, следовательно, потенциальная возможность увеличения в той же пропорции информационного потока радиотелескопа, возможности которого далеко не исчерпаны.

2.

Качественно улучшен сервис обслуживания наблюдательного процесса с появлением в результате разработки и внедрения на РАТАН-600 возможности удаленного доступа к компьютерам системы сбора данных с любого рабочего места комппьютерной сети САО и международной сети Internet. Особую роль здесь сыграла разработка нового алгоритма передачи данных визуального контроля по сетям с низкой производительностью (телефонный канал), что позволяет существенно снизить эксплуатационные расходы во время проведения длительных радионаблюдений и сделать сам процесс реально реализуемым.

3.

Разработанная методика и средства для удаленного планирования и подготовки наблюдений через систему электронной почты (E-mail) позволяют теперь привлечь значительно более широкий круг радиоастрономов к проведению наблюдательных экспериментов на РАТАН-600, что, естественно, скажется в улучшении эффективности использования ресурсов телескопа.

4.

В результате разработки и внедрения новой аппаратуры для сбора данных и управления радиометрами непрерывного спектра ``Continuous" в 16 раз расширен динамический диапазон и практически снято ограничение на продолжительность наблюдательных циклов. В сочетании с новой возможностью автоматизированного управления радиометрами и положением первичных рупоров в электрическом фокусе стали реализуемыми весьма объемные наблюдательные программы по обзорным экспериментам типа ``Холод", в результате которых были получены новые астрофизические результаты (см. далее).

5.

Разработка и внедрение на РАТАН-600 многозадачного режима сбора данных позволяет теперь производить обработку и анализ наблюдений параллельно с их поступлением, и в сочетании с новой возможностью доступа к данным из Internet допускает практически мгновенное оповещение мирового сообщества о новых результатах.

6.

Благодаря разработке и внедрению автоматизированной системы управления кареткой, режим ``скольжения" стал штатным на облучателе 1, на котором в период с 1987 по 1994 год было проведено множество наблюдательных программ, давших новые научные результаты.

7.

Разработка и внедрение нового метода помехоустойчивого цифрового интегрирования в реальном времени для системы сбора данных радиометров непрерывного спектра позволило улучшить на 20-25% степень реализации потенциальной чуствительности радиометров в условиях помех.

8.

Координатные измерения, проведенные на РАТАН-600 с использованием новой аппаратуры и программного обеспечения, позволили измерить реальную точность координатных измерений, в том числе с учетом атмосферного вклада. Полученная точность единичного измерения прямого восхождения $\sim 4\arcsec$, а с применением дополнительных мер до $0{\arcsec}.3$- $0{\arcsec}.5$практически закрыла проблему ``аномальных" атмосферных эффектов для РАТАН-600.

9.

Внедрение разработанных аппаратно-программных средств и методик позволило провести на РАТАН-600 более 40000 наблюдательных экспериментов и получить новые астрофизические результаты. В том числе:

Анизотропия 3К-фона. За последние годы продолжалось накопление многочастотных данных о фоновом излучении Вселенной, полученных на РАТАН-600 (Парийский и др., 1992) в полосе обзора ``Холод" ( $0^h < \alpha <24^h, 4.8^\circ < \delta < 5.1^\circ$), к концу 1994 г. накоплено 240 суточных сечений (6000 часов), а с внедрением нового комплекса ``Continuous" число наблюденных сечений превысило 400. Разработанная более надежная аппаратура регистрации и параллельной обработки данных новых чуствительных радиометров непрерывного спектра позволили проводить практически непрерывные высококачественные наблюдения в течение длительного времени. Главным результатом последнего времени явилось существенное уточнение диапазона отклонений спектра первичных флуктуаций плотности, относящихся к эпохе ваккуумного состояния Вселенной, от ``естественного", так называемого спектра Зельдовича-Хариссона. Благодаря более высокому разрешению, достигнутому в эксперименте ХОЛОД, РАТАН-600 дал наклон спектра $n = 1.0 \pm 0.05$, что значительно точнее, чем полученный COBE наклон $n = 1.1 \pm 0.6$. Уточнение наклона спектра приводит к уточнению значения химического потенциала Ранней Вселенной, который, в свою очередь очень чувствителен к процессам раннего энерговыделения, предсказываемым практически всеми космологическими моделями.

Уточнение координат и спектров радиоисточников UTRAO и RC - каталогов. Mетодом сечений (Бурсов и др., 1989) в режиме неподвижного фокуса по наблюдениям на РАТАН-600 в полосе обзора ``Холод" в интервале $4^\circ35\arcmin \le {\delta}_{1950} \le 5^\circ52\arcmin$, $1^h40^m \le {\alpha}_{1950} \le 9^h15^m$ определены склонения для 26 достаточно сильных объектов каталога UTRAO (365 МГц), а также соседних с ними более слабых источников. Использование новой аппаратуры и метода сечений в режиме неподвижного фокуса позволило примерно на порядок улучшить точность определения склонений: для источников с $T_A \ge 100mK$ на волне $\lambda = 7.6$ см она составляет $2\arcsec$. Поле ошибок для исследованых объектов оказалось 6 кв. сек. дуги. Такая точность позволяет проводить оптические отождествления радиоисточников с предельно слабыми объектами, видимыми на 6-м телескопе САО. По наблюдениям на РАТАН-600 на трех волнах одновременно с использованием опубликованных данных построены спектры исследованных объектов, некоторые из которых изображены на рис.. Оказалось, что 20 объектов (из 37) со степенными спектрами имеют средний спектральный индекс $0.89 \pm 0.03$. Большинство этих источников являются двойными и ассиметричными двойными. С внедрением комплекса ``Continuous" к 1996 г. число объектов с исследоваными спектрами в указанной полосе было доведено до 400 (Бурсов 1996).

  

Figure: Спектры некоторых внегалактических радиоисточников RC - каталога.

Обзор галактических радиоисточников в диапазоне $\vert l\vert < 17^\circ$по галактической долготе и $\vert b\vert < 5^\circ$ по галактической широте, проведенный Трушкиным С.А. (Трушкин, 1994а) для поиска остатков сверхновых. Площадка обзора занимает более 350 квадратных градусов. Данный обзор является первым опытом больших галактических обзоров на сантиметровых волнах в России и обладает лучшей чуствительностью по яркостной температуре, чем аналогичные обзоры, проведенные в Парксе (Австралия), Эффельсберге (Германия) и Набеяме (Япония). Разрешение в обзоре составило $4\arcmin \times 78\arcmin$ и $1\arcmin \times 40\arcmin$соответственно на 960 и 3900 МГц. Большая часть обзора дополнена наблюдениями на частоте 11.2 ГГц. По 400-м известным ярким источникам в плоскости Галактики из Техасских и Бонских обзоров оценена координатная точность данного обзора, которая составила $15\arcsec$ попрямому восхождению и лучше $2\arcmin$ по склонению. Выделено несколько новых протяженных источников - кандидатов в остатки сверхновых. Новые данные по потокам существенно изменили оценку спектрального индекса для большинства из 35 остатков сверхновых ранних каталогов, попадающих в полосу обзора, что позволило пересмотреть причину происхождения некоторых из них.

Регулярное патрулирование тесной двойной системы SS433, расположенной в остатке сверхновой W50 позволило проследить переменность этого источника, в том числе во время нескольких циклов вспышечной активности. Сообщения об этих вспышках и уникальные наблюдения на пяти волнах сантиметрового диапазона инициировали новые РСДБ - измерения внутренней структуры радиоизлучения SS433, проведенные с помощью радиоинтерферометров в США и Великобритании.

  

Figure: Наблюдения вспышки SS433 в апреле - мае 1994 г.

На Рис. изображено изменение интегрального потока этого источника в трех диапазонах волн по одному из наблюдательных циклов (Трушкин, 1994б) в апреле - мае 1994 г.

  

Figure: Спектры некоторых патрулируемых радиоисточников, в том числе с обнаруженной переменностью.

Получены новые результаты многолетних патрульных измерений спектров радиоизлучения для выборки из 170 внегалактических объектов по программе исследования долговременной переменности (Ковалев и др. 1995). Спектры некоторых источников данного обзора, в том числе с выявленной на РАТАН-600 переменностью изображены на рис. . Выборка составлена из источников, имеющих РСДБ-компактные компоненты. Новые наблюдательные данные свидетельствуют в пользу морфологии объектов со структурой типа ``ядро - струя - оболочка", когда вклад излучения от ядра в сантиметровом диапазоне маскируется более сильным потоком излучения струи (ВЧ-компонента) и оболочки (НЧ-компонента спектра). Вследствие полноты выборки, практически удвоенной по сравнению с наблюдениями прошлых лет, вывод статистически справедлив для всех объектов РСДБ-обзора (Preston et al. 1985).