Závěrečná práce: Martin Chobola: Výzkum Slunce s observatoří ALMA – seznámení se s problematikou a řešení vybraných dílčích otázek
Bakalářská práce
Výzkum Slunce s observatoří ALMA – seznámení se s problematikou a řešení vybraných dílčích otázek
Solar research with ALMA – introduction to the topic and solutions for selected particular problems
Anotace
Mikrovlnná interferometrická observatoř ALMA v Chile, postavená a provozovaná v široké mezinárodní spolupráci ESO, NRAO a NAOJ, je jedinečným zařízením pro astronomický výzkum. Přestože se ALMA věnuje především objektům vzdáleného vesmíru, mezi její vědecké cíle také patří i objekty sluneční soustavy, včetně Slunce. Vzhledem k tomu, že velká většina cílů není solární, observatoř přirozeně používá systém …více
Abstract
Microwave interferometric observatory ALMA in Chile, built and operated in a wide international collaboration between ESO, NRAO and NAOJ, is one of the kind facility for astronomical research. Although ALMA focuses mainly on objects in outer space, its scientific goals include objects in the solar system, including the Sun, too. Because of vast majority of the targets is non-solar, the observatory …více
Zadání práce
Přestože se ALMA věnuje především objektům vzdáleného vesmíru, mezi její vědecké cíle patří i objekty sluneční soustavy, včetně Slunce. Vědecký výzkum Slunce s obs. ALMA má – oproti studiu vzdálených objektů – ovšem i svoje zvláštnosti: mimo jiné, kvůli vysokému jasu na mm vlnách a relativnímu pohybu objektů na Slunci (např. skvrn) vůči vzdáleným hvězdám (v důsledku denního pohybu a diferenciální rotace Slunce, což lze popsat vhodnou efemeridou) potřebuje specifickou kalibrační proceduru. Protože emise vždy zabírá celé zorné pole antény, je nutné obrazy získané interferometricky (INT) kombinovat s daty získanými skenováním pomocí jedné antény (tzv. TP data). A protože ALMA je primárně určena pro vzdálený vesmír, pracuje přirozeně v systému rovníkových Ra/Dec souřadnic (ICRS nebo J2000), zatímco standard ve sluneční fyzice, užívaný družicovými i pozemními optickými slunečními dalekohledy, je systém tzv. helio-projektivních kartézských (HPC) souřadnic spojených se středem slunečního disku. Praktické získání vědecky využitelných slunečních radiových map z observatoře ALMA, včetně možnosti jejich přímého navázání na obrazová data z jiných observatoří (pozemních i družicových), je tedy poměrně komplikovaný proces zahrnující (1) specifickou kalibraci a výběr primárních dat, (2) interferometrické zobrazení (imaging) kalibrované datové sady, (3) kombinaci INT obrazů s TP pozorováním, a (4) transformaci získaného výsledného FITS obrazu do systému slunečních HPC souřadnic.
Práce se soustředí na studium celého tohoto postupu a vyústí ve vlastní příspěvek autora k některým jeho krokům. Jejím cílem je důkladné seznámení se s metodou radiové interferometrie, jejími matematickými základy, principy kalibrace dat a získání interferometrického obrazu. Použití metody bude demonstrováno na reálných pozorovacích datech z archivu observatoře ALMA. Konkrétní aplikace se soustředí na sluneční pozorování a jejich specifika – kalibrace, kombinace INT+TP dat, efemerida a transformace souřadnic. Praktickým výstupem práce bude program, který na základě výše zmíněných znalostí získaných rešerší literatury a praktickým zpracováním cvičných reálných dat umožní překládání více-kanálových zobrazení Slunce – ALMA + družicová nebo pozemní optická pozorování – přes sebe. Program zcela jistě najde uplatnění ve vědecké komunitě při multi-frekvenční analýze slunečních pozorování.
- Thompson, A.R., Moran, J.M., Swenson Jr, G.W. (2001).: Interferometry and Synthesis in Radio Astronomy, Wiley ISBN: 978-0471254928
- Budějický, J., Plavcová, Z., Plavec, M. (1962): Radioastronomie, NČSAV Praha
- Wilson, T.L., Rohlfs, K., Hüttemeister, S. (2009): Tools of Radio Astronomy, Springer, ISBN: 978-3- 540-85121-9
- Marr, J.M., Snell, R.L., Kurtz, S.E (2015): Fundamentals of Radio Astronomy: Observational Methods, CRC Press, ISBN:978-1420076769
3. 6. 2020 07:26, RNDr. Miroslav Bárta, Ph.D.
Přílohy
Citace dle normy ČSN ISO 690
Práce na příbuzné téma
Seznam prací, které mají shodná klíčová slova.
-
Galaxy evolution with ALMA - Effects of ram pressure stripping on the kinematics of cluster galaxies
Mgr. Matěj Bárta -
Zpracování a analýza dat z rádiových antén ALMA - Ram pressure stripping a geometrie galaxií v galaktických kupách
Ing. Mgr. Vlastimil Kapusta, učo 506111 -
Studium blazarů a kvasarů
Mgr. Jan Rokos




