Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Поляризация — важное явление в астрономии.
Polarization is an important phenomenon in astronomy.
Звезды
Поляризация звездного света была впервые обнаружена астрономами Уильямом Хилтнером и Джоном С. Холлом в 1949 году. Впоследствии Джесси Гринштейн и Леверет Дэвис-младший разработали теории, позволяющие использовать данные о поляризации для прослеживания межзвездных магнитных полей. Хотя интегральное тепловое излучение звезд обычно не проявляет значительной поляризации в источнике, рассеяние межзвездной пыли может накладывать поляризацию на звездный свет на больших расстояниях. Наблюдаемая поляризация в источнике может возникать, если сама фотосфера асимметрична, из-за поляризации по краю диска. Плоская поляризация звездного света, генерируемого непосредственно звездой, наблюдается у звезд типа Ap (пекулярных звезд типа A).
The polarization of starlight was first observed by the astronomers William Hiltner and John S. Hall in 1949. Subsequently, Jesse Greenstein and Leverett Davis, Jr. developed theories allowing the use of polarization data to trace interstellar magnetic fields. Though the integrated thermal radiation of stars is not usually appreciably polarized at source, scattering by interstellar dust can impose polarization on starlight over long distances. Net polarization at the source can occur if the photosphere itself is asymmetric, due to limb polarization. Plane polarization of starlight generated at the star itself is observed for Ap stars (peculiar A type stars).
Солнце
Измерены как круговая, так и линейная поляризация солнечного света. Круговая поляризация в основном обусловлена эффектами пропускания и поглощения в сильно магнитных областях на поверхности Солнца. Другой механизм, приводящий к круговой поляризации, – так называемый "механизм выравнивания по ориентации". Непрерывный спектр линейно поляризован в различных точках на диске Солнца (поляризация на краю), однако в целом эта поляризация компенсируется. Линейная поляризация в спектральных линиях обычно возникает из-за анизотропного рассеяния фотонов на атомах и ионах, которые сами могут поляризоваться в результате этого взаимодействия. Линейно поляризованный спектр Солнца часто называют вторым солнечным спектром. Атомная поляризация может изменяться в слабых магнитных полях под действием эффекта Ханле. В результате изменяется также поляризация рассеянных фотонов, что предоставляет инструмент диагностики для изучения звездных магнитных полей.
Both circular and linear polarization of sunlight has been measured. Circular polarization is mainly due to transmission and absorption effects in strongly magnetic regions of the Sun's surface. Another mechanism that gives rise to circular polarization is the so called "alignment to orientation mechanism". Continuum light is linearly polarized at different locations across the face of the Sun (limb polarization) though taken as a whole, this polarization cancels. Linear polarization in spectral lines is usually created by anisotropic scattering of photons on atoms and ions which can themselves be polarized by this interaction. The linearly polarized spectrum of the Sun is often called the second solar spectrum. Atomic polarization can be modified in weak magnetic fields by the Hanle effect. As a result, polarization of the scattered photons is also modified providing a diagnostics tool for understanding stellar magnetic fields.
Другие источники
Поляризация также наблюдается в излучении когерентных астрономических источников из-за эффекта Зеемана (например, гидроксильных или метанольных мазеров). Большие радиолепестки в активных галактиках и радиоизлучение пульсаров (которое, как предполагается, иногда может быть когерентным) также демонстрируют поляризацию. Помимо информации об источниках излучения и рассеяния, поляризация позволяет исследовать межзвездные магнитные поля в нашей Галактике, а также в радиогалактиках посредством вращения Фарадея. В некоторых случаях бывает сложно определить, какая часть вращения Фарадея происходит во внешнем источнике, а какая – локально, в нашей Галактике, но во многих случаях можно найти другой удаленный источник поблизости на небе. Таким образом, сравнивая исследуемый источник с эталонным, можно разделить и интерпретировать полученные результаты.
Polarization is also present in radiation from coherent astronomical sources due to the Zeeman effect (e. g. hydroxyl or methanol masers). The large radio lobes in active galaxies and pulsar radio radiation (which may, it is speculated, sometimes be coherent) also show polarization. Apart from providing information on sources of radiation and scattering, polarization also probes the interstellar magnetic field in our galaxy as well as in radio galaxies via Faraday rotation. In some cases it can be difficult to determine how much of the Faraday rotation is in the external source and how much is local to our own galaxy, but in many cases it is possible to find another distant source nearby in the sky; thus by comparing the candidate source and the reference source, the results can be untangled.
Космический микроволновой фон
Поляризация космического микроволнового фона (КМФ) также используется для изучения физики очень ранней Вселенной. КМФ проявляет два компонента поляризации: B-моду (без дивергенции, подобно магнитному полю) и E-моду (градиент без кривизны, подобно электрическому полю). Телескоп BICEP2, расположенный на Южном полюсе, способствовал обнаружению B-моды поляризации в КМФ. Моды поляризации КМФ могут предоставить дополнительную информацию о влиянии гравитационных волн на развитие ранней Вселенной. Предполагается, что астрономические источники поляризованного света могли быть причиной хиральности, наблюдаемой в биологических молекулах на Земле.
The polarization of the cosmic microwave background (CMB) is also being used to study the physics of the very early universe. CMB exhibits 2 components of polarization: B mode (divergence free like magnetic field) and E mode (curl free gradient only like electric field) polarization. The BICEP2 telescope located at the South Pole helped in the detection of B mode polarization in the CMB. The polarization modes of the CMB may provide more information about the influence of gravitational waves on the development of the early universe. It has been suggested that astronomical sources of polarised light caused the chirality found in biological molecules on Earth.