Cтатьи, принятые к публикации

Приборы и методы исследований


Лазеры и волоконная оптика для астрофизики

 а, б
а Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, Ленинский проспект 53, Москва, 119991, Российская Федерация
б Научный центр волоконной оптики РАН, ул. Вавилова, 38, Москва, 119991, Российская Федерация

Важной областью астрофизических исследований была и остаётся спектроскопия оптического диапазона. Гигантские телескопы строятся для сбора излучения самых отдалённых звёзд вселенной для последующего исследования с помощью уникальных астрономических спектрографов. При этом возникает принципиальная проблема — передача чрезвычайно слабого излучения в фокусе движущегося телескопа на вход неподвижного спектрографа. Эта проблема решается с помощью особой системы волоконно-оптической связи, причём изготовление нужных оптических волокон и их исследования составляет важную проблему волоконной оптики. Астрономическая спектроскопия включает прецизионные измерения доплеровских смещений спектральных линий в спектрах звёзд, позволяющие измерить скорость движения звезды в направлении наблюдения (лучевая скорость). Замечательной особенностью этой доплеровской спектроскопии является возможность прецизионных измерений весьма малых вариаций лучевых скоростей (ЛС) (фактически ускорений ЛС) в продолжительные интервалы времени. Примером такой вариаций ЛС звезды является действие на неё планеты. Под влиянием планеты, вращающейся вокруг звезды, она испытывает периодическое изменение движения, которое проявляется в доплеровском смещение спектра звезды. Точные измерения этого смещения позволили косвенным способом открыть планеты вне Солнечной системы (экзопланеты). При этом важной проблемой является поиск экзопланет земного типа с возможной жизнью на них. Для этого требуется точность спектральных измерений, позволяющая определять вариации ЛС на уровне сантиметров в секунду в период порядка года. Также подобные измерения, проведённые на протяжении 10—15 лет, позволили бы прямым способом определить предполагаемое ускорение разлёта Вселенной. Однако для таких исследований требуется точность спектральных измерений, превосходящая возможности традиционной спектроскопии (йодная ячейка, спектральные лампы). Рассматриваются методы радикального улучшения астрономической доплеровской спектроскопии, позволяющие осуществлять требуемые точности измерения доплеровских смещений. Они включают разработки систем волоконно-оптической связи телескопа с астрономическим спектрографом (fiber-fed spectrograph) и прецизионных калибраторов астрономических спектрографов, основанных на достижениях лазерной физики и волоконной оптики.

Ключевые слова: спектрографы с волоконно-оптическим входом, доплеровская спектроскопия, лазерная грёбёнка оптических частот, экзопланеты, динамика вселенной
DOI: 10.3367/UFNr.2018.02.038331
Цитата: Крюков П Г "Лазеры и волоконная оптика для астрофизики" УФН, принята к публикации

Поступила: 8 февраля 2017, доработана: 13 февраля 2018, 14 февраля 2018

English citation: Kryukov P G “Lasers and fiber optics for astrophysicsPhys. Usp., accepted; DOI: 10.3367/UFNe.2018.02.038331

© Успехи физических наук, 1918–2018
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение