Научное открытие: "Явление линейной поляризации космического радиоизлучения".
Формула открытия: Обнаружена частичная линейная поляризация распределенного нетеплового космического радиоизлучения, обусловленного движущимися в межзвездных магнитных полях релятивистскими электронами.
Автор: В. А. Разин.
Номер и дата приоритета: № 26, июнь 1956 г.
Описание открытия
Кандидат физико-математических наук В. А. Разин (Научно-исследовательский радиофизический институт при Горьковском государственном университете имени Н. И. Лобачевского) обнаружил ранее неизвестное явление частичной линейной поляризации распределенного космического радиоизлучения. Впервые получено экспериментальное подтверждение гипотезы о том, что нетепловое космическое радиоизлучение есть излучение релятивистских (т. е. движущихся с огромными скоростями, близкими к скорости света) электронов в межзвездных магнитных полях.
Наблюдения поляризации внеземного радиоизлучения имеют исключительно большое значение при исследовании физических процессов в Галактике и за ее пределами. Данные о поляризации радиоизлучения необходимы прежде всего для выяснения механизмов генерации радиоволн в космических условиях. Именно в результате исследований линейной поляризации и частотных спектров было установлено, что радиоизлучение Галактики и многих дискретных источников в основном обусловлено так называемым синхротронным механизмом, т. е. релятивистскими электронами, движущимися в магнитных полях.
Обнаружение явления линейной поляризации распределенного космического радиоизлучения уже само по себе имеет принципиальное значение для выяснения физических условий в галактическом межзвездном пространстве, так как непосредственно доказывает существование там магнитного поля и релятивистских электронов. Это одно из крупнейших достижений радиоастрономии. С открытием поляризации представления о синхротронной природе нетеплового космического радиоизлучения получили экспериментальное подтверждение.
Измерение поляризации космического радиоизлучения относится к числу исключительно тонких и сложных радиоастрономических экспериментов. С помощью такого эксперимента представилась возможность наблюдать это явление на метровых волнах. Измерение линейной поляризации космического радиоизлучения позволяет построить модель галактического магнитного поля и определить среднюю концентрацию и распределение ионизированного межзвездного газа вблизи галактической плоскости.
Голландский астроном Ян Оорт в докладе на XII съезде Международного астрономического союза в Гамбурге (1964 г.) так охарактеризовал значение исследований поляризации космического радиоизлучения: "Можно надеяться... что весьма ценная информация о структуре и интенсивности галактических магнитных полей будет в конце концов получена из наблюдений поляризации и фарадеевского вращения на разных частотах. Такие наблюдения теперь успешно проводятся в нескольких обсерваториях. Они становятся одним из наиболее важных направлений исследования структуры галактической системы".
Исследования линейной поляризации распределенного космического радиоизлучения в настоящее время весьма интенсивно ведутся в СССР, Нидерландах, Австралии, Великобритании и США, главным образом с целью изучения структуры галактического магнитного поля и распределения ионизированного межзвездного газа.
В последние годы наблюдения поляризации галактического радиоизлучения стали одним из основных методов исследования магнитного поля, ионизированного газа и космических электронов в межзвездном пространстве. "Дело в том, - рассказывает автор открытия, - что направление преимущественных колебаний электрического вектора в областях, где возникает излучение, перпендикулярно направлению силовых линий межзвездного магнитного поля, поэтому, снимая карты распределения поляризованного радиоизлучения по небосводу, можно получить информацию о структуре галактического магнитного поля. Далее, при распространении радиоволн в космическом пространстве их плоскости поляризации поворачиваются (эффект Фарадея). Величина фарадеевского вращения тем больше, чем выше концентрация ионизированного газа и чем меньше частота радиоволн. Это приводит к тому, что степень поляризации радиоизлучения уменьшается с понижением частоты. Определяя частотную зависимость степени и направления поляризации галактического радиоизлучения, можно получить данные о магнитном поле и среде в источниках радиоволн и в тех областях пространства, через которые проходит радиоизлучение. Наконец, без исследований поляризации нельзя получить точные данные о частотном спектре космического радиоизлучения, имеющие первостепенное значение для определения энергетического спектра релятивистских электронов и выяснения характера их пространственного распределения и движения в межзвездном пространстве".
В настоящее время исследования поляризации галактического радиоизлучения систематически проводятся во многих радиоастрономических обсерваториях мира. Эти исследования позволили значительно продвинуться вперед в понимании природы галактического радиоизлучения, в изучении строения Галактики, структуры ее магнитного поля, распределения ионизированного газа, энергетического спектра космических электронов в межзвездном пространстве.
В научно-исследовательском радиофизическом институте при Горьковском государственном университете имени Н. И. Лобачевского разработан комплекс высокочувствительной аппаратуры для исследований спектра и распределения линейно поляризованного галактического радиоизлучения в диапазоне волн длиной 24-150 см. На восьми длинах волн получены новые данные о физических условиях в межзвездном пространстве. Планом работы института предусмотрено проведение дальнейших исследований поляризации галактического радиоизлучения с высокой точностью в широком диапазоне частот.
Поляризационные исследования небесной сферы, выполненные с высоким разрешением и чувствительностью в возможно более широком диапазоне длин волн, несомненно, дадут ценнейшую информацию о космическом пространстве.