reforef.ru 1

Материалы предоставлены интернет - проектом br />


Содержание

ВВЕДЕНИЕ... 5

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ... 16

Актуальность темы.

Цель работы.

Адекватность материальной базы.

Основные результаты, выносимые на защиту.

Научная новизна работы.

Научная и практическая ценность работы.

Апробация работы и публикации.

Личный вклад автора.

Структура и объем диссертации.

Содержание диссертации.

ГЛАВА 1. МЕТОДИКА ПОЛЯРИЗАВДОННЫХ ИЗМЕРЕНИЙ

ПУЛЬСАРОВ НА МЕТРОВЫХ ВОЛНАХ... 33

1.1. Некоторые особенности радиоизлучения пульсаров... 33

1.2. Радиотелескопы метровых волн ПРАО ФИАН... 39

1.3. Аппаратура для регистрации излучения пульсаров... 43

1.4. Метод измерений линейной поляризации радиоизлучения пульсаров с использованием эффекта Фарадея... 46

1.5. Методика обработки результатов наблюдений.

Программа POLAR. Ошибки измерений... 49

1.6. Критерии выбора пульсаров для поляризационных измерений... 54

1.7. Содержание главы 1... 57

ГЛАВА 2. ПОЛЯРИЗАЦИЯ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ

ПУЛЬСАРОВ НА НИЗКИХ РАДИОЧАСТОТАХ... 72

2.1. Диаграммы статистического распределения по долготе степени и угла линейной поляризации индивидуальных импульсов пульсаров... 72

2.1.1. Описание и обсуждение результатов измерений.

*) Представленные тексты докторской диссертации и автореферата этой диссертации полностью соответствуют текстам ранее защищенной кандидатской диссертации и автореферата кандидатской диссертации автора (Сулейманова С.А. Кандидатская диссертация, ФИАН, М.:2003,254 с. и Сулейманова С.А. Автореферат кандидатской диссертации, ФИАН, М.:2003, 16 с). Основание: 1) п.34 действующего Положения о порядке присуждения ученых степеней, 2) решение ВАК №17к/2 от 09 апреля 2004 г.

2.2. О связи поляризационных характеристик с параметрами дрейфа субимпульсов... 87

2.3. Основные результаты сравнительного анализа низкочастотных и высокочастотных данных... 91

ГЛАВА 3. МНОГОЧАСТОТНЫЕ ПОЛЯРИЗАЦИОННЫЕ

ИЗМЕРЕНИЯ УСРЕДНЕННЫХ (ИНТЕГРАЛЬНЫХ) ИМПУЛЬСОВ ПУЛЬСАРОВ НА НИЗКИХ РАДИОЧАСТОТАХ... ПО

3.1. Результаты поляризационных измерений интегральных импульсов пульсаров... 111

3.2. Поляризационные профили интегральных импульсов пульсаров на метровых волнах... 113

3.3. Анализ частотной зависимости степени линейной поляризации интегральных импульсов пульсаров... 126

3.4. Необычная частотная зависимость степени линейной поляризации радиоизлучения пульсара В 03 29+5 4... 131

3.5. Основные выводы главы 3... 135

ГЛАВА 4. ОБНАРУЖЕНИЕ ДВУХ РЕЖИМОВ ИЗЛУЧЕНИЯ

ПУЛЬСАРА В0943+10 НА МЕТРОВЫХ ВОЛНАХ... 157

4.1. Явление «переключения мод» в пульсарах... 157

4.2. Обнаружение двух мод интегрального импульса пульсара В0943+10 на метровых волнах... 159

4.2.1. Наблюдения.

4.2.2. Обнаружение явления «переключения мод» в излучении пульсара В0943+10.

4.3. Частотная зависимость формы интегрального импульса В0943+10 в двух модах... 165

4.4. Особенности процесса переключения режима излучения

в пульсаре В0943+10... 168

4.4.1. Быстрые и медленные изменения формы интегрального импульса, происходящие в процессе переключения мод.

4.4.2. Анализ переходного процесса при смене моды импульса в пульсаре В0943+10.

4.5. Основные выводы главы 4... 174

4.5.1. Обсуждение результатов.

ГЛАВА 5. ПОЛЯРИЗАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

ИМПУЛЬСОВ В ДВУХ РЕЖИМАХ ИЗЛУЧЕНИЯ ПУЛЬСАРОВ В0943+10 И В0329+54... 187

5.1. Изменения, происходящие в поляризации импульсов

пульсаров при переключении мод. Анализ высокочастотных данных... 178

5.2. Влияние явления «переключения мод» на поляризационные свойства импульсов пульсара В0943+10... 191

5.2.1. Наблюдения.

5.2.2. Обнаружение изменений поляризационных характеристик излучения пульсара В0943+10, происходящих в процессе переключения мод.

5.3. Обнаружение и исследование связи между формой

импульса и его поляризацией для пульсара В0329+54... 195

5.3.1. Моды интегрального импульса пульсара ВОЗ29+54.

5.3.2. Наблюдения.

5.3.3. Особенности явления «переключения мод» в пульсаре В0329+54 на частоте 111.4 МГц.

5.3.4. Поведение угла и степени линейной поляризации импульсов пульсара В0329+54 в процессе переключения мод.

5.3.5. Изменение в соотношении интенсивности ортогональных поляризационных мод при переключении режима излучения пульсара В0329+54.

5.4. Основные выводы главы 5... 204

ГЛАВА 6. ОБНАРУЖЕНИЕ ЭФФЕКТОВ АБЕРРАЦИИ И

РЕТАРДАЦИИ В ПУЛЬСАРЕ В0329+54... 221

6.1. Частотная зависимость расстояния между компонентами усредненного импульса пульсара В0329+54... 221

6.2. Оценка радиального расстояния между областями излучения двух ортогональных поляризационных мод в пульсаре В0329+54... 226

6.3. Идентификация поляризационных мод... 229

6.4. Основные выводы главы 6... 231

ЗАКЛЮЧЕНИЕ... 236

СПИСОК РАБОТ СУЛЕЙМАНОВОЙ С.А.

ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ... 242

ЦИТИРУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА... 246

Введение

Обнаружение пульсаров. В июле 1967 г. группа британских радиоастрономов под руководством Энтони Хьюиша приступили к осуществлению нового проекта по исследованию межпланетных мерцаний точечных радиоисточников на волне 3.7 метра. Спецификой этих наблюдений было использование малой постоянной времени радиометра во избежание сглаживания быстрых флуктуации интенсивности в приемнике. Именно это обстоятельство позволило впервые зарегистрировать импульсное излучение с периодом около 1 секунды от «неопознанного» радиоисточника. Серия строго периодических импульсов привлекли внимание аспирантки Джоселин Белл. После определения космического происхождения сигналов в феврале 1968 г. появилось первое сообщение об обнаружении радиоисточников нового типа (Hewish, Bell et.al. 1968). Было предложено называть их пульсарами, исходя из строго периодического характера приходящих импульсов. Первый из обнаруженных пульсаров получил название СР1919+21. В название пульсара вошли значения его прямого восхождения и склонения: ct=19h 19m и 5=+21°. Первые буквы в названии пульсара означали Cambridge Pulsar. Традиция называть вновь обнаруживаемые пульсары по названию обсерватории, где проводились наблюдения сохранялась несколько лет. Так, пульсар, обнаруженный в Пущино в декабре 1968 г. имел первое название РР0943+10 (Пущин-ский Пульсар) (Алексеев, Виткевич, Журавлев, Шитов 1969). Позднее, когда число обнаруженных пульсаров стало исчисляться сотнями было введено единое обозначение пульсаров-PSR (Pulsed Source of Radioemission). Современное обозначение первого пульсара- PSRB1919+21 или PSR J1921+2153 в зависимости от эпохи (В 1950 или J2000), к которой относятся экваториальные координаты. К концу 90-х годов обнаружено около 1300 пульсаров; им посвящены несколько сотен статей и несколько монографий.

Происхождение пульсаров. К настоящему времени твердо установлено, что импульсный характер принимаемого сигнала обусловлен быстрым вращением нейтронной звезды, излучающей из узких областей вблизи магнитных полюсов (эффект маяка). Существование нейтронных звезд как остатка взрыва сверхновых звезд было предсказано еще в 1934 г. Бааде и Цвики (Baade, Zwicky 1934) задолго до их обнаружения. После обнаружения пульсаров в центре остатков взрыва сверхновых Vela X-1 (Large et.al.1968) и Кра-бовидной туманности (Staelin, Reifenstein 1968) природа происхождения пульсаров стала очевидной. Пульсары являются последним этапом эволюции сверхмассивных звезд. Когда в результате выгорания основной массы вещества, лучистое давление больше не может уравновешивать силу гравитации, звезда коллапсирует. В результате коллапса образуется нейтронная звезда с массой 1.44-2.5 масс Солнца, радиусом 10 км и плотностью вещества 1013-1014 г/см3 (Манчестер, Тейлор 1980). При таких плотностях электроны «вдавливаются» в протоны с образованием нейтронов и электронных нейтрино. Мгновенное освобождение громадной энергии нейтрино разносит внешнюю оболочку родительской звезды в межзвездное пространство. При коллапсе сохраняется момент вращения звезды; ее скорость вращения возрастает до нескольких сотен оборотов в секунду. Аналогично сохраняется и магнитный поток; благодаря высокой проводимости вещества звезды, напряженность магнитного поля нейтронной звезды достигает 1012 Гс. Электрическое поле, возникающее при вращении намагниченной звезды, вырывает заряженные частицы с ее поверхности (Goldreich, Julian 1969). При движении этих зарядов вдоль открытых силовых линий магнитного поля возникает радиоизлучение, получившее название «излучение кривизны» (Ruder-man, Sutherland 1975). Потеря энергии через излучение компенсируется потерей момента вращения, т.е. замедлением вращения звезды. Нейтронные звезды, возникшие по описанному сценарию, в основном, являются радиопульсарами. В исключительных случаях (пульсар в Крабовидной туманности) наблюдается также оптическое, рентгеновское и гамма - излучение (Соске et.al. 1969, Fritz et.al. 1969, Hiller et.al. 1970).

Альтернативный механизм образования нейтронных звезд работает в тесных двойных системах (Whelan & Iben,1973). В паре из белого карлика и красного гиганта может происходить перетекание вещества на белый карлик. Когда масса белого карлика превысит критическую, звезда «безшумно» кол-лапсирует с последующей трансформацией в нейтронную звезду. Излучение, возникающее в процессе аккреции, наблюдается в рентгеновском диапазоне, поэтому такие пары называются двойными рентгеновскими системами. В дальнейшем мы будем обсуждать только радиопульсары.

Магнитосфера пульсаров. При такой большой напряженности магнит-ного поля звезды как 10 Гс, все физические процессы, происходящие в области пространства около звезды, определяются магнитным полем и соответствующим ему электрическим полем. Эта область называется магнитосферой пульсара. В первом приближении конфигурация магнитных силовых линий соответствует дипольному полю. У самой поверхности звезды начинают играть роль мультипольные составляющие поля (Barnard, Arons 1982, Davies et.al. 1984), а в верхней магнитосфере нарастают деформации силовых линий, вызванные вращением звезды (Шитов, 1983, Шитов и др. 1985, Barnard 1986). До расстояния, соответствующего радиусу светового цилиндра RLc=c/n=c Р/2тг, плазма, заполняющая магнитосферу, сохраняет режим твердотельного вращения с периодом вращения звезды. Это область замкнутых силовых линий магнитного дипольного поля. В одной из простых моделей (Goldreich, Julian 1969), объясняющей высокую яркостную температуру пульсаров, заряженные частицы могут ускоряться вдоль незамкнутых силовых линий, исходящих из магнитных полюсов. Ускоренное движение частиц вызывает радио излучение в направлении их движения. В истекающей плаз ме формируются сгустки, излучающие когерентно, что объясняет высокую светимость и поляризацию излучения пульсаров. Такое излучение «кривизны» поляризовано в плоскости кривизны силовой линий, включающей магнитную ось. Из сказанного следует, что поляризационные измерения дают важную и, возможно, главную информацию о геометрии магнитного поля пульсаров. Именно поляризационные измерения пульсара PSR B0833-45, которые показали плавное и значительное по амплитуде изменение угла плоскости поляризации вдоль среднего импульса, уже вскоре после обнаружения пульсаров позволили утверждать, что излучение исходит из областей магнитных полюсов звезды и создать первую теоретическую модель магнитосферы пульсаров - модель «вращающегося вектора» (Radhakrishnan, Cook 1969). Предложенная ими модель «вращающегося вектора» предполагает, что указанные особенности поведения позиционного угла плоскости поляризации (ПУ) определяется геометрией магнитных силовых линий дипольного магнитного поля пульсара при прохождении луча зрения наблюдателя по центру диполя. Для других пульсаров при произвольном значении угла между осью конуса диполя и луча зрения величина полного изменения ПУ будет изменяться от 0° до 180°. Форма изменения ПУ по долготе, следовательно, дает возможность в принципе определить основные углы, определяющие геометрию пульсара. К ним относятся углы, которые составляет луч зрения в картинной плоскости с осью вращения пульсара и осью магнитного диполя.

Импульсное излучение пульсаров. К настоящему времени установлено, что пульсары представляют собой нейтронные звезды, излучающие из узкой области открытых магнитных силовых линий вблизи магнитных полюсов. Периодичность прихода импульсов пульсаров связана с эффектом маяка при вращении звезды при условии, что излучение генерируется из ограниченной области магнитосферы нейтронной звезды. Высокая стабильность частоты вращения пульсаров обусловлена сочетанием большого момента инерции и исключительной компактностью нейтронных звезд. Для уже обнаруженных в Галактике около 1300 пульсаров периоды вращения (Р) находятся в интервале от 1.5 мс до 8.5 с. Пульсары с периодами менее 20 мс принято называть «миллисекундными пульсарами», а с более длинными периодами - «нормальными». В данной диссертации рассматриваются только нормальные пульсары.

Яркостная температура. Помимо высокой стабильности периодов пульсары отличаются высокой яркостной температурой, которая находится в пределах 1023 К 4-1030 К и указывает на когерентный характер излучения. Пульсары являются наиболее яркими объектами радионеба, излучающими в широком диапазоне частот от 20 МГц до 80 ГТц. Радиопоток типичного пульсара растет с понижением рабочей частоты, достигая максимума на частотах 50-И00 МГц, а затем начинает падать (заваливаться) на низких частотах. Распределение спектральных индексов в диапазоне 102-400 МГц близко к нормальному со средним значением а = 1.47 при а = 0.76 для выборки из 175 пульсаров. Значения плотности потока пульсаров на частоте 102.5 МГц, в основном, заключены в пределах от 20 до 1000 мЯн (Malofeev et.al.1994).

Поляризация радиоизлучения пульсаров. Современное состояние проблемы.

Поляризационные измерения на высоких радиочастотах. Поляризационные измерения сразу заняли важное место в исследовании механизма излучения и конфигурации магнитного поля этих объектов. К настоящему времени подавляющая часть поляризационных измерений выполнена на частотах 400-г1700 МГц. Это связано с тем, что все наиболее крупные радиотелескопы мира на обсерваторях в Аресибо(США), Эффельс-берге (ФРГ), Парксе (Австралия), Гринбэнк (США), Джодрелл Бэнк (Великобритания) и некоторые другие работают преимущественно в дециметро вом диапазоне волн. Сопровождение источника с длительным накоплением сигнала позволяет получить высокое отношение сигнал / шум даже для пульсаров с низкими радио потоками. Результатом такого накопления являются интегральные, или усредненные импульсы.

Интегральные импульсы.

Поляризация интегральных импульсов ряда пульсаров в дециметровом диапазоне волн впервые была измерена Лайном и Смитом (Lyne, Smith, 1968). Последующие измерения показали, что поляризация пульсаров в отличие от других радиоисточников не растет, а падает с частотой. (Manchester et.al. 1973; Morris et.al. 1981b). (Наблюдения космических радиоисточников показывают: чем выше рабочая частота, тем выше поляризация излучения. Все радиоисточники, включая Галактический фон, остатка сверхновых, нормальные галактики, радиогалактики, квазары и т.д., подчиняются этому правилу). Измерения также показали, что наиболее типичное значение степени линейной поляризации (СЛП) усредненных импульсов пульсаров составляет 20-40 % (Lyne et.al. 1971), достигая в некоторых случаях значений, близких к 100 %. Напомним, что излучение большинства космических радиоисточников является слабо поляризованным и СЛП около 10% принято для них считать высокой.

Поляризация интегральных импульсов пульсаров уменьшается с частотой с индексом деполяризации, меняющимся в больших пределах - от -0.13 до -1.35 (Manchester et.al. 1973; Morris et.al. 1981b). Примерно для одной трети из списка, включающего тридцать пульсаров (Morris et.al. 1981b) индекс резко увеличивается при превышении, так называемой, «критической» частоты поляризации.

Круговая поляризация обычно не превышает 10%, в редких случаях достигая 50% только на определенных долготах в нескольких пульсарах. Частотная зависимость круговой поляризации плохо изучена.

Индивидуальные импульсы.

Первые поляризационные измерения индивидуальных импульсов нескольких самых мощных пульсаров были проведены в 1969 г. на частотах 610 МГц (Clark, Smith 1969) и 2295 МГц (Ekers, Moffet 1969) вскоре после их обнаружения. Практически в это же время на радиотелескопе ДКР-1000 Радиоастрономической станции ФИАН (г. Пущино) проводились поляризационные измерения пульсаров в наиболее низкочастотной части радиодиапазона. Так, например, наблюдения пульсара В1133+16, проведенные на частоте 63 МГц в 1970 г. позволили обнаружить быстрые (от импульса к импульсу) дискретные изменения позиционного угла на 90° (Шитов 1972). Первая работа, обобщающая результаты поляризационных измерений индивидуальных импульсов для достаточно большой выборки из 12 пульсаров на частотах между ПО и 450 МГц была опубликована в 1975г. (Manchester et.al. 1975). Она показала, что скачки ПУ на 90° происходят от импульса к импульсу на фиксированной долготе, между соседними компонентами индивидуального импульса (субимпульсами) и на фронтах самих субимпульсов. Результаты работы продемонстрировали широкую распространенность такого явления как наличие в излучении пульсаров двух составляющих с взаимно перпендикулярной ориентацией позиционного угла. Теоретически, в соответствии с моделью «вращающегося вектора» (Radhakrishnan, Cook 1969), позиционный угол плоскости поляризации должен монотонно поворачиваться по долготе вдоль импульса со скоростью, обусловленной ориентацией оси вращения и оси магнитного диполя относительно луча зрения наблюдателя. На практике это наблюдается только в тех редких случаях, когда одна из мод значительно интенсивнее другой в пределах всего окна излучения. В общем случае, характер поведения ПУ вдоль импульса для большинства пульсаров отражает статистику распределения двух ортогональных поляризационных мод в излучении, с весом, пропорциональным ее интенсивности. Принято называть более интенсивную поляризационную моду первичной (ППМ), а конкурирующую с ней моду - вторичной (ВПМ). При равенстве энергий двух мод в той или иной фазе импульса будет наблюдаться локальный минимум в значении СЛП, а позиционный угол будет испытывать скачки на 90° случайного характера (McKinnon, Stinebring 1996). Таким образом, в большинстве случаев интегральный профиль ПУ не пригоден для точного определения скорости поворота ПУ по долготе, и, в конечном счете, для определения геометрии магнитных силовых линий в области излучения пульсара.

Измерения, проводимые для индивидуальных импульсов, позволяют разрешить две поляризационные моды в распределении ПУ и выявить характер изменения интенсивности, угла и степени поляризации каждой из мод по долготе. Необходимым условием для понимания механизма излучения пульсаров является также знание характера частотной зависимости поляризационных параметров в как можно более широком диапазоне частот.

Наиболее полная информация о поляризационных свойствах индивидуальных импульсов накоплена на частотах вблизи 400 МГц. В работе (Backer, Rankin 1980) по результатам наблюдений в обсерватории Аресибо (Arecibo Observatory) на 430 МГц для 18 пульсаров результаты были впервые представлены в виде гистограмм долготного распределения степени и угла поляризации. Такой вид представления результатов, содержащих сотни единиц измерений оказался наиболее наглядным. В таком же виде представлены результаты для 11 пульсаров на 1404 МГц (Stinebring et.al. 1984a) и для 4 пульсаров на 800 МГц (Stinebring et.al. 1984b). Иначе представлены результаты наблюдений на частотах 400 МГц (9 пульсаров), 1400 МГц (4), 285 МГц (2) и 147 МГц (1) в обзоре (Manchester et.al. 1975), а именно: поляризация индивидуальных импульсов дана в виде кривой усредненных значений СЛП по долготе. (Ниже мы используем оба типа представления наших низкочастотных данных). В других работах рассматриваются свойства индивидуальных импульсов единичных пульсаров: В0823+26, В0834+06, В2303+30, 430МГц (Rankin et.al. 1974), В2020+28, 430 МГц (Cordes et.al. 1978), В0823+26Д404 МГц (Gil et.al.1991), B0329+54, 408 (Gil, Lyne 1995) и 1700 МГц (Bartel et.al. 1982).

Поляризационные измерения на низких радиочастотах.

К настоящему времени, на частотах ниже 200 МГц информация о поляризации излучения пульсаров, полученная с помощью полноповоротных телескопов, ограничена данными измерений на частоте 150 МГц в общей сложности для 11 пульсаров (Lyne et.al. 1971, Schwarz, Morris 1971). На более низких частотах измерения не проводились. Объясняется это в значительной степени уменьшением эффективной площади полноповоротных инструментов на низких частотах. Радиотелескопы метровых волн с большой-собирающей поверхностью, такие как ДКР-1000 и БСА ФИАН решают проблему чувствительности, но для них классический способ определения всех параметров Стокса в метровом диапазоне невозможен, поскольку они являются антеннами с горизонтальной поляризацией. Это отличает их от радиотелескопов дециметрового и миллиметрового диапазона, имеющих в фокусе два ортогональных облучателя. В 1965 г. сотрудником ПРАО Удальцовым В.А. был предложен метод поляризационных измерений с помощью антенн с горизонтальной поляризацией, использующий эффект Фарадеевского вращения плоскости поляризации сигнала в ионосфере Земли (Удальцов 1965). Предполагалось использовать этот метод для поляризационных измерений синхротронного излучения Галактики и дискретных источников. Однако по ряду причин, в том числе из-за низкой поляризации радиоизлучения таких источников, этот проект не был реализован.

Метод поляризационных измерений с использованием эффекта Фара-дея был успешно применен для высоко поляризованного излучения пульсаров. Первые поляризационные измерения проводились с начала 70-х годов на радиотелескопах Радиоастрономической станции ФИАН (в настоящее время - Пущинская Радиоастрономическая обсерватория, или сокращенно -ПРАО) для ряда обнаруженных к тому времени пульсаров: В0628-28, В0943+10, В1133+16 и В2217+47 (Vitkevich, Shitov 1970, Shitov 1971, Шитов 1972, Сулейманова, Журавлев 1974). Измерения проводились на частотах в диапазоне 63-105 МГц с помощью 12-канального приемника с интервалом между соседними каналами и полосой каждого канала 70 кГц. Сигнал на вход приемника поступал с антенны Восток-Запад радиотелескопа ДКР-1000 с горизонтальной поляризацией. Регистрация импульсов проводилась на 12 канальный быстродействующий светолучевой самописец с записью на фотобумаге. Из записи последовательности индивидуальных импульсов для измерений отбирались наиболее мощные. (Технической возможности накопления последовательных импульсов на то время не было). Дальнейшая обработка проводилась ручным способом. Строился спектр выбранного импульса. Степень линейной поляризации в максимуме импульса измерялась по глубине квазисинусоидальной модуляции спектра. Результаты обработки первых записей сразу показали, что период наблюдаемой модуляции амплитуды сигнала по частоте в основном определяется мерой вращения в межзвездной среде. Наличие такой модуляции позволяло не только измерить степень линейной поляризации нескольких наиболее сильных импульсов, но и среднюю величину магнитного поля межзвездной среды в направлении пульсара.

Следующим шагом в изучении поляризации индивидуальных импульсов в ФИАНе стали начавшиеся в 1972 году регулярные наблюдения пульсаров на ДКР-1000 в комплексе с дополнительной «поляризационной антенной» с вертикальной поляризацией. Определялись все четыре параметра Стокса на частоте 86 МГц. Серия наблюдений трех пульсаров В0834+06, В0950+08 и В1133+16 (Алексеев, Сулейманова 1977) показала, что линейная gоляризация индивидуальных импульсов всех трех пульсаров растет с понижением рабочей частоты. Следует, однако, сказать, что данное направление поляризационных измерений не получило дальнейшего развития. Основным препятствием для получения достоверных данных стала сложная система калибровки сигнала, получаемого с двух антенн.

После создания 128-канального приемника с высокой стабильностью его параметров и широкой общей полосой 2.5 МГц стало ясно, что метод определения характеристик линейной поляризации по Фарадеевской модуляции амплитуды сигнала на выходе многоканального приемника обладает значительными преимуществами перед другими. В первую очередь к ним относится простота калибровки частотных каналов. К недостаткам метода можно отнести невозможность измерения круговой поляризации.

Поляризационный обзор, проводящийся с начала 90-х годов с помощью данной методики на базе нескольких многоканальных приемников с узкими полосами и малыми постоянными времени позволили получить результаты, сопоставимые по точности, временному разрешению и форме представления с данными на высоких частотах. Результаты этого обзора, проведенного для относительно обширной выборки из десяти пульсаров, на трех частотах 103, 60 и 40 МГц представлены в настоящей работе. Для нескольких пульсаров из нашего списка есть соответствующие данные измерений на более высоких частотах, что дает возможность проследить эволюцию поляризационных свойств индивидуальных импульсов по частоте при переходе от дециметрового к метровому диапазону волн.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Настоящая диссертация включает в себя результаты многолетних наблюдений с целью изучения поляризации радиоизлучения пульсаров на метровых волнах.

Актуальность проблемы, затронутой в диссертации, связана с исследованием и пониманием феномена пульсара и в первую очередь - механизма его радиоизлучения, который все еще остается до конца не понятым даже после тридцати лет интенсивных исследований радиоастрономами всего мира. Аномально высокие значения плотности материи внутри нейтронных звезд, напряженности магнитного поля и скорости движения плазмы, приближающиеся к скорости света, создают условия для проявления многих эффектов, не наблюдаемых в объектах другого типа. Одним из самых замечательных свойств пульсаров, отличающим эти объекты от других известных космических источников, является высокая степень линейной поляризации их излучения.

Поляризационные измерения занимают важное место в исследованиях пульсаров. Достаточно сказать, что на их основе был сделан выбор в пользу общепринятой к настоящему времени модели полого конуса излучения пульсаров (hollow-cone model) (Radhakrishnan et.al. 1969). Быстрое изменение позиционного угла на величину более 50° в пределах узкого импульса пульсара В0833-45) в созвездии Парусов (Radhakrishnan, Cook 1969) навело исследователей на мысль, что область излучения может находиться вблизи магнитного полюса нейтронной звезды. Поляризационные измерения излучения пульсаров велись очень интенсивно с момента их обнаружения и к настоящему времени накоплен большой наблюдательный материал (Манчестер, Тейлор 1980). Результаты поляризационных измерений пульсаров на «классических» частотах 400 -*- 1700 МГц, на которых работают все крупнейшие радиотелескопы мира, позволили приблизиться к пониманию механизма излучения, процессов распространения излучения в магнитосфере пульсаров и конфигурации магнитного поля этих космических объектов.

С другой стороны, следующие шаги в этом направлении требуют информации о поляризации радиоизлучения пульсаров в самой низкочастотной части радиодиапазона - < 100 МГц. Задача получения такой информации и была поставлена диссертантом. Актуальность этой задачи обусловлена возрастающим интересом к результатам исследований пульсаров на метровых волнах, которые необходимы для построения модели периферийных слоев магнитосферы пульсаров. Низкочастотные поляризационные измерения пульсаров важны также для выяснения природы двух ортогонально поляризованных компонент радиоизлучения пульсаров, так называемых, поляризационных мод (Cordes, Rankin et.al. 1978). Изучение этого явления на низких радиочастотах позволит точнее определить характер частотной зависимости интенсивности каждой из поляризационных мод, что важно для понимания механизма радиоизлучения в целом и условий распространения радиоволн в магнитосфере пульсаров.

В диссертации большое внимание уделено результатам комплексных исследований двух «переключающихся» пульсаров В0329+54 и В0943+10. Изучение на метровых волнах изменений, происходящих в состоянии поляризации одновременно с изменением формы усредненного импульса, может сыграть важную роль в понимании природы явления «переключения мод» в пульсарах.



Уникальность полученных диссертантом результатов определяется тем, что до настоящего времени эти задачи можно было решить только на крупнейших в мире радиотелескопах метрового диапазона волн ДКР-1000 и БСА ФИАН Пущинской Радиоастрономической обсерватории.