Тепловые снимки неба и галактические сверхновые

[Бердяжев]

Считается, что большая часть галактических сверхновых не будет доступна для наблюдений обычным глазом.
Дескать пылевое поглощение в галактической плоскости настолько велико, что подобный взрыв для нас происходит незамеченным (в обычных лучах поглощение составляет чуть ли не 30 зв. вел.).
Но остаётся инфракрасный диапазон, в котором поглощение намного меньше, и теоретически взрыв любой галактической сверхновой будет сравним там с близкими красными сверхгигантами.

Известно, что инфракрасные лучи, это первые обнаруженные электромагнитные лучи, из тех которые не видны обычным глазом.
Дескать 200 лет назад самоучка Гершель догадался поместить термометр вне радуги, и нашел что что-то там нагревается. До него подобный простой эксперимент не приходил никому в голову. 
До 20 века было найдено инфракрасное излучение Солнца и Луна, а изобретение инфракрасной фотографии относят к 1906-1910 годам.

Возникает вопрос, не пробовал ли кто искать неизвестные галактические сверхновые на архивных инфракрасных снимках неба? Сверхновая объект по энергетике крайне мощный, и он находится на максимуме блеска от года до трех лет. Шансы на попадание такого объекта на несколько снимков сразу велики.



Важность архивных инфракрасных снимков неба ещё выше потому что, что нейтринные детекторы не видят минимум половину галактических сверхновых.
Дескать слияния белых карликов не генерят много нейтрино. Правда лет через 10-20 обещают что эти галактические сверхновые наоборот станут самыми предсказуемыми как по часам.
Запустят LISA, и вся компактная мелочь в галактике тут же каталогизируется, напротив с коллапсарами быстрый успех не обещают.

Важность архивных инфракрасных снимков неба ещё выше потому что, что нейтринные детекторы не видят минимум половину галактических сверхновых.

Но опять же, если сверхновая не коллапсар то она будет с большой вероятностью вне плоскости, и видна визуально.



Лет 10 назад посчитали, что все потенциальные галактические коллапсары есть в 2MASS. Можно представить насколько легко найти галактическую сверхновую на обычном ИК-снимке!

[Бердяжев]

Лет 10 назад посчитали, что все потенциальные галактические коллапсары есть в 2MASS. Можно представить насколько легко найти галактическую сверхновую на обычном ИК-снимке!

Отыскал ту работу.

https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0004-637X/778/2/164
We find, at very high probability (≃ 100%), that the next Galactic SN will easily be detectable in the near-IR and that near-IR photometry of the progenitor star very likely (≃ 92%) already exists in the Two Micron All Sky Survey. Most ccSNe (98%) will be easily observed in the optical, but a significant fraction (43%) will lack observations of the progenitor due to a combination of survey sensitivity and confusion


92 процентов того, что прародитель будущего коллапсара есть в 2MASS


Спрашивается, почему ещё никто не отыскал прошлые галактические взрывы на архивных инфракрасных снимках?

Про какой-нибудь Стрелец-А черным по белом написано что активные инфракрасные исследования начались с 40х годов 20 века аж с применением инфракрасного фотоэлемента (!)

Ещё в 1947 году Стеббинс и А. Уитфорд, используя фотоэлемент, сканировали галактический экватор на длине волны 1,03 мкм, однако не обнаружили дискретного инфракрасного источника

Как известно фотоэлемент был создан на 100 лет позже эмульсионной фотографии.

[Бердяжев]

Пара ссылок по теме

https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2009SSRv..142..233P/abstract
https://iopscience.iop.org/article/10.1086/132153/pdf

Дескать тепловые обзоры неба первым предложил проводить аж Томас Эдисон в лохматых 70х годах 19 века, тогда же была попытка измерить тепловой поток от Артура,
и ко Второй Мировой был зарегистрирован-ограничен тепловой поток от доброй сотни звезд неба.

Томас Эдисон, как гений и изобретатель лампочки накаливания, вероятно догадывался что галактические сверхновые надо искать по теплу, а не в визуале.
Но за пару сотен лет теплового сканирования неба ни одной галактической сверхновой найти не удалось.
Плохо искали, или реально галактические сверхновые бывают очень редко - раз в тысячу лет?

[библиограф]

 Галактические сверховые вспыхивают, примерно, дважды в столетие, но не видим их из-за межзвездной пыли .
Последнюю видимую сверхновую наблюдали в 1604 году.

   ни одной галактической сверхновой найти не удалось.   

Не удалось найти, поскольку никакого теплового сканирования неба в те времена не делали.
Измеряли тепловой поток от отдельных объектов с помощью болометров, пытались
делать  снимки с помощью ЭОП от первых инфракрасных приборов ночного видения - но не более
этого. ИК фотоматериалы тех времен были весьма несовершенны - до 1300 нм и очень малочувствительны.
Так что, систематических обзоров неба в ИК области до середины 20 века никто не снял.
 

[Бердяжев]

Не удалось найти, поскольку никакого теплового сканирования неба в те времена не делали.
Измеряли тепловой поток от отдельных объектов с помощью болометров, пытались
делать  снимки с помощью ЭОП от первых инфракрасных приборов ночного видения - но не более
этого. ИК фотоматериалы тех времен были весьма несовершенны - до 1300 нм и очень малочувствительны.
Так что, систематических обзоров неба в ИК области никто не снял.

Наверно Вы правы. Про первую половину 20 века в основном об измерение тепла от отдельных звезд.

В частности наиболее ранний масштабный обзор, Coblentz 1915 года, в разгар Первой мировой.
Radiometric measurements on 110 stars with the Crossley reflector
https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1915LicOB...8..104C/abstract
https://web.archive.org/web/20180605175533id_/https://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/bulletin/11/nbsbulletinv11n4p613_A2b.pdf

Тем не менее все равно как-то не ясно, что мешало перейти от точечных наблюдений к площадному сканированию неба в поисках неизвестных источников.
Делали же позже так радиоастрономы, которые с удивлением обнаружили что большинство источников не отождествляется в оптическом диапазоне.
И в работах про Стрелец А прямо говорится о сканирование галактической плоскости с помощью теплового фотометра в древнем 1947 году.
Потом у инфракрасной астрономии изначально не было проблемы с определением положения источников, как в радио.

Может просто тема тепловых лучей изначально не была так популярна как радиоволны? Все знают кто такой Янский, а кто слышал про Кобленца?
Считается, что он двигал тему инфракрасной астрономии минимум с 1905 года.
https://en.wikipedia.org/wiki/William_Coblentz


В идеале то в ближайшие десятилетия с темой исторических сверхновых в нашей галактике все должно само собой закрыться.
Любая сверхновая дает характерный остаток, видимый как минимум в радио и рентгене.
Померили скорость расширения и с тригонометрическим расстоянием и получай точную оценку вспышки плюс минус десяток лет.
Остатки обычно крайне ярки, какая-нибудь Кассиопея А в радио в топ1 находится на некоторых частотах.
Даже не ясно почему эта тема еще не закрыта, раз говорят что сверхновые в галактике пыхают каждые 25 лет.

[библиограф]

Тем не менее все равно как-то не ясно, что мешало перейти от точечных наблюдений к площадному сканированию неба в поисках неизвестных источников.       

Болометр, точечный детектор, по- определению, чем меньше размеры, тем выше быстродействие и чувствительность. Сканирование им неба потребовало бы очень большого времени.

[Бердяжев]

Тем не менее все равно как-то не ясно, что мешало перейти от точечных наблюдений к площадному сканированию неба в поисках неизвестных источников.       

Болометр, точечный детектор, по- определению, чем меньше размеры, тем выше быстродействие и чувствительность. Сканирование им неба потребовало бы очень большого времени.

Так радиоастрономы позже обошли проблему низкой чувствительности с помощью большой собирающей площади.
Для тепловых лучей качество деталей телескопа по той же причине не сильно важно. Простейшие законы оптики, всякие зависимости длины волны и качества параболических поверхностей в те времена знали.

Даже не ясно почему эта тема еще не закрыта, раз говорят что сверхновые в галактике пыхают каждые 25 лет.

По этой теме клонят, что якобы в ренгене и радио плохо видно другую сторону галактики.
https://cplberry.com/2015/11/07/1412-5942/

Все известные молодые остатки на нашей стороне галактики.


The nine young supernova remnants searched for continuous gravitational waves.

Как-то неожиданно, на фоне утверждений что в 2MASS видно 92% потенциальных галактических коллапсаров.
Естест-но светимость сверхгигантов будет побольше, чем у их ошметков, но не настолько же.

[библиограф]

 

   Простейшие законы оптики, всякие зависимости длины волны и качества параболических поверхностей в те времена знали.
   

Для работы с ЭОП в 50- е годы даже были спроектированы специальные зеркально линзовые
объективы, очень светосильные, полуметровой апертуры. Но это для военных, для слежения за
полетом баллистических ракет, астрономам не досталось.
Была такая книжка П.В. Щеглов "Электронная астрономия" 1963 . Там уровень астрономических
приборов тех лет описан  подробно; очень невысокий, с современной точки зрения.

[Бердяжев]

Там уровень астрономических приборов тех лет описан  подробно; очень невысокий, с современной точки зрения.

Ну так, и для регистрации галактической сверхновой не требуется выдающаяся чувствительность.
У Антареса и Бетельгейзе яркость в фильтре К где-то -3..-4, сравнимую яркость называют и для будущей галактической сверхновой в этом фильтре.
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0004-637X/778/2/164
Для засечки галактической сверхновой достаточно одного такого мелкого обзора галактической плоскости раз в 6-12 месяцев.

Непонятно, почему лет 100 назад подобный тепловой обзор не затеяли, когда информации о внегалактических сверхновых и структуре нашей галактики поднакопилось...
Галактическая сверхновая в телескопе он-лайн это ж новая страница любой книги по астрономии...

Для примера счас хвастаться стали, что благодаря новым тепловым камерам стало видно все новые в галактике.
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/abeb75
Правда оговариваются что тепловая камера на северном небе работает, и южные галактические новые ещё уходят от детектирования, прячась от людей в плотных пылевых облаках на обратной стороне галактики.

[Бердяжев]

Для работы с ЭОП в 50- е годы даже были спроектированы специальные зеркально линзовые
объективы, очень светосильные, полуметровой апертуры. Но это для военных, для слежения за
полетом баллистических ракет, астрономам не досталось.
Была такая книжка П.В. Щеглов "Электронная астрономия" 1963 . Там уровень астрономических
приборов тех лет описан  подробно; очень невысокий, с современной точки зрения.

Тут Вы похоже точно попали по времени.
На 1962 год клонят, как первое нормальное околотепловое сканирование неба с чувств. достаточной для регистрации галактических сверхновых.

https://iopscience.iop.org/article/10.1086/132153/pdf

Hall (1964) used the ITT instrument, which was tailormade for scanning large areas, to conduct the first successful near-infrared survey ofthe sky during the summer
months of 1962. A total of 18% of the sky was surveyed with a PbS cell cooled with dry ice. About 50 stars were detected with 1-3 um magnitudes brighter than about
 + 1.0 along with a number of marginal detections and/or indications of possible clustering and extended emission.

После этого такие сканирования стали массовыми, почти каждый год и с охватом тысяч кв. градусов. Зарегили за 60-ые годы тысячи источников.
https://en.wikipedia.org/wiki/Two-Micron_Sky_Survey
https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1975AJ.....80.1011H/abstract

The set consists of all 551 sources which were not identified in the IRC, 97 sources whose identification in the IRC is questionable, and
183 sources identified by their variable-star catalog name, but for which no classification is given in the IRC.

Отмечено, что сотни источников не могут связать с известными красными гигантами или сверхгигантами.
Может часть из них это есть неизвестные галактические новые или даже галактическая сверхновая.


По факту 60 лет регулярных тепловых обзоров неба таки есть в наличие. Весь вопрос только что они не были систематическими,
неужто в 60ые годы 20 века галактические сверхновые не волновали специалистов?
Это ж время пульсаров и тому подобной экзотики.

[Бердяжев]

A total of 18% of the sky was surveyed with a PbS cell cooled with dry ice.

Ещё утверждается, что своему началу тепловая астрономия обязана исключительно тому,
что фотоэлементы догадались охлаждать до низких температур.

https://sites.astro.caltech.edu/~srk/Ay126/Lectures/Lecture18/History_IR_Astronomy.pdf

Modern infrared astronomy perhaps began in the 1950s, when lead sulphide detectors became
available to astronomers. The PbS cell was cooled to 77 K in liquid nitrogen to increase the sensitivity


Сам фотоэффект датируется еще 1887 годом, и с начала 20 века успешно использовался для отслеживания блеска ярких звезд.
https://uiobservatory.omeka.net/exhibits/show/birth-of-photoelectric-photome/images/photometry
Дескать фотоэлемент ещё до Первой Мировой обгонял фотопластинку по чувствительности, позволяя получать точность измерений в считанные проценты.

Зато освоение технологии охлаждения фотоэлемента затянулось аж на 50 лет без малого.