I Важнейшие достижения астрономических исследований в 2011 г.

Достижения, выходящие за рамки отдельных направлений развития астрономии.

1. 18 июля 2011г. с помощью российской ракеты-носителя совершен успешный запуск астрофизической радиообсерватории Радиоастрон («Спектр-Р») на околоземную высокоэллиптичную (330 т.км) орбиту. Радиоастрон предназначен работать как наземно-космический интерферометр для проведения радиоастрономических наблюдений с беспрецедентно высоким угловым разрешением (ширина лепестка интерферометра до 7,5 микросекунд дуги). В качестве наземного плеча интерферометра привлечены крупнейшие радиотелескопы в разных регионах мира. В настоящее время Радиоастрон успешно проходит лётные испытания. Таким образом, завершен многолетний подготовительный этап работы большого коллектива специалистов по технической реализации сложнейшего наземно-космического комплекса научной аппаратуры по проекту РАН и Роскосмоса (АКЦ ФИАН, НПО им. С.Н. Лавочкина и др.) с участием крупнейших зарубежных радиообсерваторий.

2. На базе РСДБ-комплекса «КВАЗАР-КВО» создана национальная система оперативного определения параметров вращения Земли. Данные радионтерферометрических наблюдений передаются в центры обработки и анализа данных по оптоволоконным линиям связи в режиме реального времени. Внедрение системы в Государственную службы времени, частоты и определения параметров вращения Земли России позволило повысить более чем на порядок точность и на два порядка оперативность определения всемирного времени. (ИПА РАН)

Секция № 1. Структура и динамика Галактики.
Председатель секции – А.С.Расторгуев, заместитель - П.Е. Захарова

1. С использованием надёжного варианта метода статистических параллаксов проведено согласование шкал расстояний до ОВ3-звезд. Показано, что шкала расстояний, опирающаяся на спектральные линии межзвездного Ca II, нуждается в сокращении на 20% и согласуется с фотометрической шкалой расстояний до ОВ-ассоциаций. С учетом этого определены кривая вращения выборки ОВ3-звезд, а также параметры локального спирального узора, включая радиальное расстояние между спиральными рукавами (2.3±0.2 кпк). (ГАО РАН: д.ф.-м.н. В.В. Бобылев, д.ф.-м.н. А.Т. Байкова)

2. По инфракрасным и оптическим фотометрическим данным для 70 млн. звезд спектральных классов ОВ и гигантам красного сгущения, взятым из каталогов 2MASS и Tycho-2, построена трёхмерная карта избытков цвета и вариаций отношения поглощения в полосе V к избытку цвета E(B-V) вплоть до расстояния 1 кпк от Солнца. (ГАО РАН: к.ф.-м.н. Г.А. Гончаров)

Секция № 2. Звезды и планетные системы.
Председатель секции– А.М.Черепащук, заместитель — Н.Н.Самусь.

1. Впервые в мире построена газодинамическая теория дозвуковой квазисферической аккреции на медленно вращающиеся замагниченные нейтронные звезды в двойных звездных системах, которая может устанавливаться при относительно умеренных темпах аккреции. По данным наблюдений в предлагаемой теории однозначно определяются прежде всего магнитные поля нейтронных звезд а также основные безразмерные параметры модели. На примере трех рентгеновских пульсаров продемонстрирована применимость теоретической модели на практике. Модель удовлетворительно объясняет эпизоды замедления и ускорения частоты вращения пульсаров, а также ее иррегулярные флуктуации, коррелирующие с флуктуациями наблюдаемого рентгеновского потока. Режим дозвукового оседания при сферической аккреции из звездного ветра может быть также применен для объясненния нестационарных явлений в быстрых рентгеновских транзиентах со сверхгигантами. (ГАИШ МГУ: Н.И. Шакура, К.А. Постнов, А.Ю. Кочеткова, совместно с L. Hjalmarsdotter. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, принято к печати.)

2. Впервые построена аналитическая модель полностью релятивистского искривленного аккреционного диска вокруг слабо вращающейся черной дыры. Было показано, что в случае стационарных искривленных дисков малой вязкости, вещество которых вращается в ту же сторону, что и черная дыра, известный эффект Бардина-Петерсона укладки диска в экваториальную плоскость черной дыры на малых масштабах не имеет места(АКЦ ФИАН: В.В. Журавлев, П.Б. Иванов. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, V. 415, No. 3, p. 2122, 2011.)

3. Показано, что перераспределение циклотронного излучения по частоте, вызванное релятивистским эффектом Доплера, приводит к эффективному выходу гирорезонансных фотонов из глубоких слоёв атмосфер нейтронных звёзд и магнитных белых карликов. Установлены изменения профиля циклотронной линии, возникающие вследствие перераспределения фотонов по частоте и поляризации вакуума в сильном магнитном поле. Рассчитана сила давления гирорезонансного излучения и оценён темп потери массы одиночных магнитных белых карликов и нейтронных звёзд, для которых возможно истечение плазмы под действием циклотронного излучения. (ИПФ РАН: М.А. Гарасёв, Е.В. Деришев, В.В. Кочаровский, Вл.В. Кочаровский.)

4. При помощи трехмерного численного моделирования исследованы процессы аккреции в молодых двойных звездных системах типа T Тельца. Впервые показано, что спиралевидные образования, наблюдаемые во внутренних частях протопланетных дисков, являются комбинацией аккреционных и декреционных потоков, отражающих форму отошедших ударных волн, вызванных сверхзвуковым движением компонентов в газе диска. Перераспределение углового момента вещества при прохождении через отошедшие ударные волны приводит к тому, что поток из протопланетного диска на более легкий компонент системы значительно превосходит поток на тяжелый компонент. Однако в итоге взаимодействие потоков в межкомпонентном пространстве приводит к взаимной аннигиляции углового момента и аккреции большей части вещества на тяжелый компонент системы, имеющий больший радиус гравитационного захвата. (ИНАСАН: Д.В. Бисикало, А.А. Боярчук, П.В. Кайгородов, А.Ю. Сытов, А.М. Фатеева.)

Секция № 3. Солнце.
Председатель секции и докладчик – В.В.Зайцев, заместитель – В.Н. Обридко.

1. По данным солнечных рентгеновских спектров, полученных прибором РЕСИК/КОРОНАС-Ф, определено содержание элемента хлора в солнечной короне (A(Cl) = 5.75 ± 0.26), которое является наиболее точным из всех полученных ранее. Оно в 1.8 и 2.7 раза выше значений, полученных по данным, соответственно, инфракрасного спектра пятен и для областей HII. Установленное постоянство значений содержания хлора по большому количеству вспышек свидетельствует о его независимости от степени активности, т.е. отражает истинное содержание в солнечной короне. (ИЗМИРАН, Центр космических исследований Польской академии наук, Mullard Space Science Laboratory Великобритании)

2. По данным экспериментов радиопросвечивания солнечного ветра сигналами космических аппаратов во внутреннем солнечном ветре обнаружены квазипериодические возмущения плотности, уровень которых примерно в три раза превышает уровень степенного фона а характерный период составляет 4-5 минут. Квазипериодические возмущения наблюдаются в диапазоне гелиоцентрических расстояний от 3 до 40 радиусов Солнца и не зависят от уровня солнечной активности. Полученные данные свидетельствуют о проникновении значительных потоков энергии, генерируемых фотосферной конвекцией, на корональные уровни, что ранее считалось невозможным. (ПРАО АКЦ ФИАН, ИРЭ РАН).

Секция № 4. Межзвездная среда и звездообразование.
Председатель секции и докладчик - Н.Г.Бочкарев, заместитель - Ю.А.Щёкинов.

1. Исследовано влияние процессов переноса на химическую эволюцию протопланетных дисков с учетом синтеза сложных молекул на поверхности пылинок и фотопроцессов в ледяных оболочках пылинок. Рассмотрен большой диапазон радиусов (10-800 а.е., т.е., от зоны формирования планет-гигантов до внешнего края диска). Показано, что перенос меняет содержание и лучевую концентрацию многих молекул, особенно сложных, образуемых как в газовой фазе, так и на пылинках. Влияние турбулентного перемешивания особенно сильно в зоне образования планет, где градиенты температуры и поля круче, чем во внешней области. (ИНАСАН: Я.Н.Павлюченков, Д.З.Вибе, В.В.Акимкин, М.С.Храмцова).

2. Исследование переноса газа и пыли из галактик в межгалактическую среду. Показано, что вынос газа и пыли из галактик осуществляется двумя механизмами: радиационным давлением и галактическим ветером. Найдено, что распределение пылевых частиц по размерам в процессе транспорта может меняться критически, так, что отношение экстинкции к массе пылинок может принципиально отличаться от стандартного. Радиационное давление на пыль может быть основной причиной галактического ветра. (ЮФУ: Ю.А.Щекинов, Е.С.Васильев, О.Л.Поликарпова; ИНАСАН: Б.М.Шустов; Индия: B.Nath, M.Sharma)

3. Подтверждение неоднородности содержания химических элементов в межзвездной среде. Определены химические составы двух звезд-сверхгигантов спектрального класса О: HDE 226868 и альфа Cam с близкими физическими характеристиками, расположенных на расстоянии 2.5 кпс друг от друга. Содержания элементов группы CNO, а также Al, S и Zn в HDE 226868 от 1.5 до 2 раз превосходит содержание этих элементов в альфа Cam. Данный факт подтверждает неоднородность распределения тяжелых элементов в участках межзвездной среды, из которых сформировались эти звезды, а также представление о сохранении индивидуальных характеристик «сверхоблаков» в межзвездной среде на шкале времени более 1 млрд. лет. (ГАИШ МГУ им. М.В. Ломоносова:Н.Г.Бочкарев; ИНАСАН: Е.А.Карицкая ; Казанский Федеральный (Приволжский) Университет: В.В.Шиманский; Чили: Г.А. Галазутдинов)

Секция №5. Внегалактическая астрономия.
Председатель секции - Ю.Н.Парийский, зам.председателя - Р.Д.Дагкесаманский.

1. Исследования радиогалактики RC J0311+0507, выполненные на европейской радиоинтерферометрической системе EVN с угловым разрешением 0,35?, позволили уточнить физические параметры этого уникального объекта. Оказалось, что эта очень далекая радиогалактика с красным смещением z=4,514, обнаруженная ранее при выполнении программы «Большое Трио» (РАТАН-600, БТА и VLA), обладает предельно высокой радиосветимостью и очень большим отношением светимости в радиодиапазоне к оптической, что говорит о наличии в центре галактики гигантской черной дыры с массой более 1010 солнечных масс. Данные многоцветной фотометрии, выполненные на БТА и на инфракрасном телескопе UKIRT (Великобритания) приводят к оценке возраста звездного населения галактики в ~0,8 млрд. лет, откуда следует, что это ранняя галактика, образовавшаяся при возрасте Вселенной около 0,5 млрд. лет (z ~ 10). (САО РАН и АКЦ ФИАН с группой исследователей Великобритании и Голландии). (Для контактов - zhe@sao.ru)

2. Наблюдения на американском многоэлементном радиоинтерферометре VLBA сейфертовской галактики первого типа PMN J0948+0022, в которой была зарегистрирована гамма вспышка, обнаружили резкое изменение позиционного угла поляризации радиоизлучения ее ядра на 900, произошедшее практически одновременно с гамма вспышкой. Это пока единственная сейфертовская галактика типа I, в которой была зарегистрирована гамма вспышка. Столь резкое изменение позиционного угла линейной поляризации можно объяснить существенным увеличением либо концентрации релятивистских частиц, либо напряженности магнитного поля в области непосредственно примыкающей к ядру галактики. (АКЦ ФИАН в сотрудничестве с международной группой космической обсерватории Fermi и проекта MOJAVE).

3. На основе спектрополяриметрических наблюдений активных галактических ядер, выполненных на телескопе БТА САО РАН, получены сильные ограничения на значения спинов сверхмассивных черных дыр. Полученные значения спинов лежат, как правило, в интервале 0,6 — 0,9, а значит практически все сверхмассивные черные дыры в ядрах активных галактик являются керровскими черными дырами. Впервые на основе наблюдательных данных определены величины магнитных полей на последней устойчивой орбите, которые находятся в интервале 104 – 105 Гаусс. (ГАО и САО РАН).

4. На основе данных Слоановского цифрового обзора неба и проекта Galaxy Zoo составлен новый каталог кандидатов в галактики с полярными кольцами. Новый каталог содержит 275 таких уникальных объектов, в которых наблюдаются внешние диски (или кольца) из газа, пыли и звезд. Спектральные наблюдения нескольких кандидатов, выполненные на телескопе БТА САО РАН с целью изучения их внутренней кинематики, подтвердили существование полярных структур в 8 галактиках нового списка. (САО РАН совместно с УрФУ и СПбГУ).

Секция № 8. Релятивистская астрофизика и гравитационные волны.
Председатель секции – Д.А.Варшалович, учёный секретарь – В.А.Шибанов

1. По данным российско-американского эксперимента КОНУС-ВИНД была определена величина изотропного эквивалентного энерговыделения в источнике всплеска 18 сентября 2011 г. величиной 1,9 х 1054 эрг и пиковой светимости взрыва, составившей 4,4 х 1054 эрг/сек. Эти значения превосходят типичные для гамма-всплесков величины в десятки раз, событие такой яркости наблюдалось впервые за десятки лет наблюдений этих экстремальных по энергетике явлений (ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН: группа Е.П. Мазеца).
Публикации GCN circulars: 12357 IPN triangulation of GRB 110918A (long duration,extremely intense), 12362 Konus-Wind observation of GRB 110918. Готовится публикация с участием авторов из ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН .

2. Согласно последним данным орбитальной обсерватории Чандра температура поверхности нейтронной звезды в остатке сверхновой Кассиопея А понизилась на 4% за 11 лет наблюдений. Столь быстрое по стандартным меркам охлаждение казалось загадочным. Впервые предложено естественное объяснение этому необычному явлению. Быстрое остывание связано с усилением нейтринного излучения из недр звезды из-за возникновения нейтронной сверхтекучести в ее ядре. Анализ наблюдательных данных позволил не только определить критическую температуру перехода нейтронов в сверхтекучее состояние, но и ограничить мощность нейтринного излучения при Куперовском спаривании, которая однозначно не определяется из теории. Для успешного объяснения наблюдений требуется также наличие сильной протонной сверхтекучести и, как следствие, сверхпроводимости. Полученные результаты являются первым прямым свидетельством наличия сверхтекучести в ядрах нейтронных звёзд, полученным из наблюдений их теплового излучения(ФТИ им. Иоффе РАН: группа Д. Г. Яковлева с участием иностранных партнёров).
Публикации : Yakovlev Dmitry G., Ho Wynn C. G., Shternin Peter S., Heinke Craig O., Potekhin Alexander Y., Cooling rates of neutron stars and the young neutron star in the Cassiopeia A supernova remnant. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 411, Issue 3, pp. 1977-1988, 2011. Shternin Peter S., Yakovlev Dmitry G., Heinke Craig O., Ho Wynn C. G., Patnaude Daniel J. Cooling neutron star in the Cassiopeia A supernova remnant: evidence for superfluidity in the core. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters, Volume 412, Issue 1, pp. L108-L112, 2011.

Секция № 9. Астрометрия, небесная механика и прикладная астрономия.
И.о. председателя секции – И.С. Гаязов, учёный секретарь – Н.А. Шуйгина.

1. Впервые из обработки более 635 тысяч наблюдений разных типов, в основном радиотехнических (1961–2010 гг.), планет и космических аппаратов была получена скорость изменения гелиоцентрической гравитационной постоянной: в год (3σ). Из полученной скорости изменения с учетом максимальных пределов возможного изменения массы Солнца найдены более жесткие ограничения на изменение гравитационной постоянной: с вероятностью 95% годовое значение попадает в интервал: . Анализ наблюдений проводился на основе эфемерид EPM2010 (ИПА РАН), построенных совместным численным интегрированием уравнений движения больших планет, Солнца, Луны, астероидов и транснептуновых объектов в постньютоновском приближении. (ИПА РАН)
Публикация:Питьева Е.В., Питьев Н.П. Оценки изменения массы Солнца и гравитационной постоянной по современным наблюдениям планет и космических аппаратов // Астрономический вестник, 2012. Т.46, № 1.

2. Разработана новая модель движения звезд в тесной двойной системе с консервативным обменом массой. Модель позволяет учитывать эллиптичность относительной орбиты звезд, реактивные силы, создаваемые струей, а также притяжение звезд струей перетекающего вещества. Исследовано влияние реактивной силы на эволюцию орбит звезд при различных соотношениях масс звезд. Разработанная модель дает возможность вычислять вековые возмущения элементов относительной орбиты звезд для любых тесных систем с консервативным обменом массой на любом интервале времени. (ГАИШ МГУ им.М.В.Ломоносова)
Публикация: Лукьянов Л.Г., Гасанов С.А. Эллиптические движения звезд в тесных двойных системах // Астрономический журнал. – М.: Наука, 2011. Т.88. С.797-805.

3. Используя результаты 9 каталогов звезд, построенных по наземным наблюдениям в конце 90-х годов ХХ века и в начале ХХI века, получен сводный каталог 196 000 положений звезд до 17 mag в системе HCRF J2000.0 в окрестностях 40 дуговых минут 240 внегалактических радиоисточников списка ICRF. Использовались фотографические каталоги Pul ERS, PIRS-B, PIRS-К, ERL, ХС1, а также каталоги, полученные по наблюдениям с применением CCD-детекторов: AMC1B, N-2004, KMAC1, CMC9 и CMC14. Расхождения координат 148367 звезд, отождествленных при сравнении с каталогом UCAC3, составляют в среднем 4.6±0.35 mas в прямом восхождении и 8.4±0.34 mas в склонении. Полученный каталог используется для уточнения координат и собственных движений звезд в окрестностях внегалактических радиоисточников, реализующих небесную опорную систему координат.(ГАО РАН и Николаевская астрономическая обсерватория, Украина)
Публикация: V.P.Ryl’kov, N.V.Narizhnaya, A.A.Dement’eva, G.I.Pinigin, N.V.Maigurova, and M.V.Martinov. A Compiled Catalogue of Reference Stars around 227 ICRF Extragalactic Radio Sources // Kinematics and Physics of Celestial Bodies, AllertonPress Inc., 2011, Vol. 27, No. 6, pp.299-303.

Секция № 10. Оптические инструменты и методы.
Председатель ссекции - Ю.Ю. Балега, зам. председателя - В.В. Власюк.

1. Телескоп Коуровской обсерватории Уральского университета с зеркалом 1,2 м оснащен волоконным спектрографом, созданным специалистами САО РАН.

2. Разработана технология и изготовлены первые образцы мозаичных ПЗС-систем форматом 8Кх8К. В будущем такие приемники будут применяться на новых телескопах страны (САО РАН)

Секция № 11. Радиотелескопы и методы.
Председатель и докладчик - А.В. Ипатов, учёный секретарь - В.В. Орешко.

1. На базе обсерваторий РСДБ-комплекса «Квазар-КВО» созданы колоцированные станции международного уровня, включающие радиотелескопы РТ-32, совмещенные трех-системные (GPS/ГЛОНАСС/Galileo) геодезические приемники, квантово-оптические системы САЖЕНЬ-ТМ. Точность измерений проводимых на геодинамических станциях подтверждена свидетельством об утверждении типа средств измерений RU.E.27.002A № 44240 Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии. (ИПА РАН).

2. Введена в действие многолучевая система радиотелескопа БСА ФИАН. На порядок расширена область одновременного обзора неба северной полусферы, что обеспечивает наблюдения пульсаров, квазаров и радиогалактик, включая мониторинг околосолнечной и межпланетной плазмы - прогнозирования космической погоды (ПРАО АКЦ ФИАН).

3. Завершен комплекс работ по прецизионной геодезической поверке зеркальных антенн радиотелескопов России. Разработана технология контроля точности поверхности зеркал, определения деформаций в зависимости от угла места. Точность измерений достигает долей миллиметра (ИПА РАН, НЦ ПЭ).

Секция № 12. Внеатмосферная астрономия.
Председатель секции – А.А.Боярчук, заместитель — Б.М. Шустов, учёный секретарь – Л.В.Рыхлова.

1. Разработан Проект Федеральной Целевой Программы: «Создание Российской системы противодействия космическим угрозам». Проект предусматривает решение актуальных задач противодействия двум типам космических угроз: