Макеты страниц § 3. Измерение видимого диаметра звезд методом Лабейри [137]Известно, что Майкельсон и Пиз в 1921 г. успешно измерили видимый диаметр звезды Бетельгейзе и некоторых других наиболее ярких красных звезд. Балка длиной Крупнейший шаг вперед был сделан спустя 50 лет после опытов Майкельсона Лабейри, предложившим идею определения видимого диаметра звезд просто по пространственному спектру спекл-структуры, которую они создают. Мы видели, что спекл-структуру, создаваемую разрешаемой телескопом звездой, можно схематически представить так, как показано на рис. 120. В случае когда звезда не разрешается телескопом, спекл-структура состоит из пятен значительно меньшего размера. Разумеется, спекл-структура изменяется во времени столь же быстро, как и турбулентность атмосферы. Рассмотрим фурье-образ зарегистрированной на фотопластинке
Рис. 123. Наблюдение пространственного спектра спекл-структуры, изображенной на рис. 120.
Рис. 124. Прерывистый пространственный спектр спекл-структуры. Запись, полученная при помощи денситометра, не будет непрерывной, потому что спекл-структура образована случайно распределенными пятнами малого размера (рис. 124). Сделаем теперь вторую фотографию звезды. Разумеется, турбулентность изменится и соответственно этому изменится и спекл-структура. При этом диаметр пятен спекл-структуры останется прежним, а изменится только их пространственное распределение. Пространственный спектр спекл-структуры будет иметь такой же вид, как и на рис. 124, но разрывы непрерывности будут в других местах, поскольку пятна спекл-структуры не занимают больше тех же положений. Зарегистрируем на одной и той же фотопластинке и затем наблюдать спектр полученной суперпозиции спекл-структур, ибо в этом случае мы потеряем всю полезную информацию. Как было показано в гл. 8, § 1, спекл-структуру, зарегистрированную на фотопластинке
Рис. 125. Суперпозиция большого числа пространственных спектров.
Рис. 126. Пространственный спектр спекл-структуры в случае одиночной звезды, не разрешаемой телескопом. В соответствии с формулой (4.1) гл. 4, § 1, амплитудное пропускание фотопластинки
фурье-образ которого, отображаемый в плоскости
Произведение постоянной а на дельта-функцию представляет собой изображение в фокусе Кривая, приведенная на рис. 124, описывается выражением
Что же касается кривой рис. 125, то она может быть представлена в виде
где второй множитель разрешаемую телескопом звезду, мы получим кривую, аналогичную кривой на рис. 126, которая позволяет измерить величину Сначала предположим, что геометрическое изображение звезды есть круг с равномерным распределением яркости.
Рис. 127. Пространственный спектр спекл-структуры (в случае когда звезда разрешается телескопом), рассматриваемый как картина дифракции на круглом отверстии. Тогда фурье-образ Таким образом, кривая на рис. 127 соответствует картине дифракции. По этой кривой можно измерить радиус первого темного кольца, который равен
По этой формуле можно вычислить видимый диаметр звезды 0. Если учитывать изменение яркости звезды от центра к краю, то круг можно определить закон изменения потемнения от центра к краю в изображении звезды. К 1976 г. Лабейри и его сотрудники, пользуясь большим телескопом обсерватории Маунт-Паломар, измерили более ста звезд. Измерения проводились с точностью
|
Оглавление
|