I Важнейшие достижения астрономических исследований в 2013 г.

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

1. Четырёхрукавная модель спиральной структуры Млечного Пути.
Впервые прямым методом по точным РСДБ-данным о расстояниях 80 мазерных источников, покрывающих большой диапазон галактоцентрических расстояний и трассирующих спиральные рукава, показано, что спиральная структура Галактики может быть описана четырёхрукавным глобальным узором с углом закрутки–13±1°. (ГАО РАН, д.ф.-м.н. Бобылев В.В., д.ф.-м.н. Байкова А.Т.)

Рис. 1. Диаграмма “логарифм расстояния - позиционный угол”, построенная по выборке 80 мазеров; римскими цифрами обозначены четыре рукава, среднее значение угла закрутки спирального узора Галактики близко к –13±1°, рассеянные скопления звезд во Внешнем рукаве показаны синими квадратами.

2. Светимости и шкала расстояний переменных звёзд типа RR Лиры. По данным оптической и ИК-фотометрии, лучевым скоростям и собственным движениям локальной выборки, включающей 403 RR-Лириды гало и толстого диска, методом статистических параллаксов определены нуль-пункты зависимостей период-металличность в полосе V и период-светимость-металличность в ИК полосах Ks и W1 системы WISE и уточнены расстояния до 16 галактик Местной Группы. Кроме того, по 357 RR-Лиридам в шаровых скоплениях разной металличности определены наклоны зависимостей период-светимость-металличность в ИК полосах W1 и W2. (ГАИШ МГУ, д.ф.-м.н. Дамбис А.К., д.ф.-м.н. Бердников, д.ф.-м.н., проф. Расторгуев А.С., Возякова О.В., к.ф.-м.н. Заболотских М.В., к.ф.-м.н. Князев А.Ю., к.ф.-м.н. Кравцов В.А.)

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

1. Эволюция и изменение периодов пульсаций цефеид. Впервые на основе согласованных расчетов звездной эволюции и нелинейных звездных пульсаций получены теоретические оценки скорости изменения периодов колебаний цефеид Галактики и Большого Магелланова облака. Результаты расчетов находятся в хорошем согласии с наблюдениями, что свидетельствует о правильности современных представлений об эволюции звезд промежуточных масс на стадиях до исчерпания гелия в центре звезды. Показано, что до 15% цефеид с возрастающими периодами колебаний находятся на стадии гравитационного сжатия гелиевого ядра после главной последовательности. Предложены наблюдательные критерии для выявления таких объектов, одним из которых является Полярная звезда. (ИНАСАН, Ю.А. Фадеев)

2. Рентгеновская переменность SS 433.На основе наблюдений микроквазара SS 433 в 2003–2011 гг. с борта международной гамма-обсерватории ИНТЕГРАЛ исследованы все виды рентгеновской переменности в жестком диапазоне у этой массивной двойной системы. Впервые на орбитальных рентгеновских кривых блеска SS 433 обнаружен эффект нутации аккреционного диска, особенно заметный в диапазоне 40–60 кэВ. Подтверждено существование горячей короны во внутренних частях сверхкритического аккреционного диска. Сделанная заново оценка отношения масс компонентов подтверждает присутствие в системе черной дыры. Опубликована статья в MNRAS. В декабре 2013 г. пресс-релиз работы будет представлен на сайте ESA в разделе "INTEGRAL Picture Of the Month". ( ГАИШ МГУ, А.М. Черепащук, Э.А. Антохина, К.П. Постнов, А.И. Богомазов; ИКИ РАН, Р.А. Сюняев, С.В. Молков).

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

1. Суб-терагерцовое излучение солнечных вспышек.
Показано, что генерация мощного суб-терагерцового излучения солнечных вспышек возникает в хромосферных основаниях корональных магнитных петель во время их сильного прогрева. Прогрев сопровождается высокой степенью ионизации нижней хромосферы, требующейся для ленгмюровских частот суб-терагерцового диапазона. Показано, что ключевая роль в происхождении суб-терагерцового излучения хромосферы принадлежит неустойчивости Рэлея - Тейлора, которая приводит к проникновению внешней плазмы внутрь петли и вызывает генерацию индукционного электрического поля, эффективно ускоряющего электроны. Ускоренные электроны нагревают хромосферу in situ и возбуждают плазменные волны, рэлеевское и комбинационное рассеяние которых приводит к суб-терагерцовому излучению. (ИПФ РАН, В.В. Зайцев; ГАО РАН, А.В. Степанов)

2. Метод обнаружения позитронов в солнечных вспышках.
Предложен метод обнаружения позитронов, образующихся в ядерных реакциях во время солнечных вспышек, основанный на наблюдениях аномального распределения поляризации микроволнового излучия. Метод основывается на том, что противоположно заряженные частицы, электроны и позитроны, генерируют излучение с противоположным знаком круговой поляризации, которое может регистрироваться действующими в настоящее время радиотелескопами. Анализ пространственно-разрешенных микроволновых данных, дополненных независимыми измерениями магнитного поля, позволил найти в нескольких солнечных вспышках убедительные указания на вклад в излучение релятивистских позитронов (ФТИ им Иоффе, ИСЗФ СО РАН; Г. Флейшман, А. Алтынцев, Н. Мешалкина).

3. Взаимодействие электронных пучков с солнечным ветром.
Рассмотрено взаимодействие распространяющегося в плазме солнечного ветра электронного пучка с ленгмюровскими волнами при высоком уровне флуктуаций электронной плотности в солнечном ветре (?n / n > 3(kLD) 2 , ?n / n <<1. Показано, что в этом случае происходит генерация ускоренных электронов со скоростями, превышающими начальную скорость пучка до двух раз и с плотностью, превышающей 10?20% от плотности пучка. Исследованный процесс может служить важной составной частью механизма генерации солнечных радиовсплесков III типа, а также объяснить сохранение электронных пучков в солнечном ветре при их распространении от солнечной короны до орбиты Земли и далее, не смотря на эффект квазилинейной релаксации (ИЗМИРАН).

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

1. Выполнено численное моделирование генерации крупномасштабного истечения из галактики вспышками сверхновых в рамках 2.5 мерной газодинамики. Впервые найден теоретический предел поверхностной плотности суммарной мощности сверхновых, разделяющий режим медленного истечения от режима сильного ветра: оценка дает значение 10^-4 эрг/с/см² (или эквивалентная скорость звездообразования SFR=0.1M_sun/kpc²) . Его величина оказалась близкой к наблюдаемому пределу, найденному для галактик, видимых «с ребра» (Dahlem M, Lisenfeld U, Gola G, 1995, ApJ, 444, 119, Tuelmann et al, 2006, A\&A, 457, 779) и для галактик с центральным ветром (Heckman T, 2002, in: Extragalactic gas at low redshift, ASP Conference Ser, 254, p. 292). (Кафедра физики космоса Южного Федерального университета, Ю.А. Щёкинов).

2. В области звездообразования Orion-S6 обнаружен метанольный мазер II класса, образующийся в веществе, вращающемся вокруг двойной системы, состоящей из звезд промежуточных масс. До сих пор считалось, что мазеры этого класса образуются только в ближайших окрестностях звезд большой массы. Впервые обнаружен мазер этого класса, ассоциирующийся с окружением кратной системы звезд. Наблюдения излучения метанола в этой области также свидетельствуют о том, что окрестность данной кратной системы является источником уникального мощного высококоллимированного и вращающегося джета в области Orion-S6. Наличие метанольного мазера дало возможность оценить физические параметры газа в области образования джета. Построена модель, объясняющая переменность метанольных мазеров II класса в окрестностях двойных звезд. (УрФУ , А.М. Соболев и С.Ю. Парфенов в соавторстве с учеными Австралии, Германии и Японии).

Секция №5. Внегалактическая астрономия.
И.о. председателя – Р.Д.Дагкесаманский..

1. Наблюдения квазаров 0716+714, 2013+370 и 3C418, находящихся на расстояниях в миллиарды световых лет, выполненные на наземно-космическом интерферометре в рамках проекта «Радиоастрон», впервые позволили получить изображение выбросов горячего вещества и измерить ширину области излучения этих выбросов в непосредственной окрестности центральной сверхмассивной черной дыры. Помимо этого, измеренные яркостные температуры областей истечения струй в центрах ряда активных галактик (3C273, OJ287, BL Lac, 0529+483, 1642+690 и др.) окались значительно выше прежних нижних оценок. Полученные данные не только чрезвычайно важны для построения моделей формирования и коллимации релятивистских струй, но и качественно меняют наши представления о природе излучения релятивистских выбросов из ядер квазаров и радиогалактик. (АКЦ ФИАН, ИПА РАН совместно с международной кооперацией по проекту «Радиоастрон»).

2. На основе поляриметрических измерений в континууме и в широкой эмиссионной линии водорода (? = 0.6563 нм), выполненных на 6-метровом телескопе САО РАН для сейфертовской галактики Маркарян-6 (Mkn6), получена оценка запаздывания между потоками излучения в неполяризованном и поляризованном континууме, которое оказалось менее 2 дней, откуда следует, что размер области, где происходит поляризация континуума, оказывается менее тысячной доли парсека. При этом запаздывание излучения в линии водорода составило около 20 дней. Анализ полученных поляризационных данных свидетельствует, что поляризация излучения в континууме обусловлена излучением аккреционного диска и релятивистского джета, а в широкой линии водорода - рассеянием на газово-пылевом торе. Впервые показано, что зависимость позиционного угла плоскости поляризации от скорости в контурах широких линий водорода, возникающих вблизи массивного ядра активной галактики, позволяет непосредственно из наблюдений определить тип движений в областях формирования широких линий. В случае Mkn6 эти движения на расстояниях менее 0.02 парсека от ядра оказались кеплеровскими, а нижний предел для массы сверхмассивной черной дыры в ее ядре составил 150 млн. масс Солнца. (САО РАН РАН; В.Л. Афанасьев, А.И. Шаповалова, Н.В. Борисов, совместно с Белградским(Сербия) университетом).

Секция №6. Космология и микрофизика.
Председатель секции - Рубаков В.А., зам. председателя - Лукаш В.Н.

1. Рассмотрено влияние ионизующего излучения от распадных частиц темной материи на динамику минигало и параметры производимых ими абсорбций в линии 21 см – так называемый «лес в 21 см» (21 cm forest). Показано, что влияние нестабильных частиц сказывается в основном на минигало малых масс 10⁵-10⁶M_sun. Это влияние приводит к заметному ослаблению сигнала от линии 21 см в поглощении в области частот 150 Мгц, соответствующих эпохе вириализации минигало в этом интервале масс. поведен анализ влияния на линия поглощения в 21 см от начальных эпизодов звездообразования. Приведены аргументы в пользу тог, что если будущие наблюдения «леса в 21 см»покажут подавление сигнала в этой области частот, это позволит ограничить скорость ионизации от нестабильных частиц темной материи снизу, т.е. характерное время распада таких частиц сверху. (ЮФУ; Васильев Е. О, Щёкинов Ю.А.).

2. Получены ограничения на массы ранних галактик, в которых могут рождаться звезды. Только в достаточно массивных галактиках звезды могут загораться рано. Эта зависимость хорошо согласуется со свойствами спутников Млечного Пути и Андромеды. Выявлена зависимость момента образования (условного) объекта с доминированием темного вещества (галактики или скопления галактик) от массы объекта (1+z)M^{0.1}~const., где z - красное смещение, М - масса объекта). Полученная зависимость хорошо согласуется с теоретическими ожиданиями для современной космологии с доминированием достаточно массивного темного вещества - модели с "холодным" веществом, но не исключает и некоторых моделей с "теплым" веществом, например, со стерильными нейтрино. (АКЦ ФИАН, А.Дорошкевич)

Секция №7. Жизнь и разум во Вселенной.
Председатель секции - Кардашев Н.С., зам. председателя - Гиндилис Л.М.

1. ОТКРЫТИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ КРАСНОГО ШУМА ЛУЧЕВОЙ СКОРОСТИ В ПРОГРАММАХ ПОИСКА ВНЕСОЛНЕЧНЫХ ПЛАНЕТ.
Открыто наличие автокоррелированного (красного) шума в доплеровских измерениях лучевой скорости многих звезд ГП. Этот красный шум имеет характерную величину 1-3 м/с, корреляционное время от суток до недель и связан, вероятно, со звездной активностью. Проведен анализ последних опубликованных измерений лучевой скорости красного карлика GJ581; учет корреляционной структуры шума в этих данных позволил подтвердить существование планеты GJ581e и, напротив, отклонить ранее заявленные другими авторами планеты GJ581f и g. (ГАО РАН, Ю.Р.В. Балуев).

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

1. Впервые получены изображения поля пульсара Вела в К-фильтре ближнего инфракрасного диапазона, по качеству не уступающие изображениям, получаемым на Хаббловском космическом телескопе. Это позволило впервые детектировать пульсар Вела в данной полосе и обнаружить протяженную структуру в непосредственной близости от пульсара. Поток от пульсара в этом фильтре, Ks ? 21.8, прекрасно согласуется с экстраполяцией хорошо измеренного плоского оптического спектра пульсара в инфракрасную область и не подтверждает сильного инфракрасного избытка в его излучении, предложенного ранее на основе данных низкого пространственного разрешения. Протяженная структура в два раза ярче пульсара и отождествляется со струйным выбросом из него, наблюдаемым в рентгене. Она вытянута на 2 угловых секунды к югу от пульсара и демонстрирует необычно резкое увеличение потока в красную область спектра. (ФТИ РАН; Шибанов Ю.А., Зюзин Д.Д.; Даниленко А, Менникент Р.Е., Шариков С.)

2. Впервые показано, что ранее разработанные жизнеспособные модели темной энергии в современной Вселенной, основанные на f(R) теории гравитации, допускают (в отличие от стандартной космологии с эйнштейновской гравитацией и космологической постоянной) существование 4-го, стерильного нейтрино с массой порядка 1 эв. Такое нейтрино объяснило бы ряд особенностей, наблюдаемых в наземных реакторных экспериментах, а также последние данные по первичному обилию гелия во Вселенной и по свойствам угловых флуктуаций температуры реликтового электромагнитного излучения, которые лучше согласуются с четырьмя, чем с тремя семействами лептонов. (ИТФ РАН, А.А.Старобинский H. Motohashi, J. Yokoyama ).

Секция № 9. Астрометрия и прикладная астрономия.
Председатель секции – И.С. Гаязов, учёный секретарь – Н.А. Шуйгина.

1. Эфемерида Луны EPM-ERA 2013 и навигационная селеноцентрическая сеть объектов на лунной поверхности. На основе сравнения 18700 лунных светолокационных наблюдений 1970-2013 гг. и теории орбитально-вращательного движения Луны построена высокоточная эфемерида Луны EPM-ERA 2013. Точность представления светолокационных наблюдений Луны эфемеридой EPM-ERA 2013 составляет 4.9 см, что сопоставима с точностью американских эфемерид серии DE/LE и французской эфемериды INPOP10. На основе данных космических миссий и наземных наблюдений создана глобальная опорная сеть кратеров на поверхности Луны в динамической системе координат. Опорная сеть, включающая 282215 объектов, согласована с селеноцентрической системой координат, связанной с осями инерции Луны. Построенные эфемериды Луны и навигационная сеть на поверхности Луны могут использоваться в проектах космических лунных миссий. (Астрономическая обсерватория им. Энгельгардта, ИПА РАН; Васильев М.В., Ягудина Э.И., Нефедьев Ю.А., С. Валеев ).

2. Результаты исследования систематических ошибок опорных координатных систем. Впервые непосредственно из обработки РСДБ-наблюдений на интервале более 30 лет получены систематические ошибки координат радиоисточников Международной небесной системы координат ICRF2 в виде двумерных карт их распределения по небесной сфере и разложения по ортонормированным сферическим функциям до 9-го порядка включительно. У некоторых источников обнаружены значительные линейные тренды координат, достигающие 13 мкс дуги в год, и аномальные переменные смещения такого же порядка, подтверждаемые данными картографирования источников. Кроме того, у ряда РСДБ-станций обнаружены заметные аномальные смещения относительно линейной модели тектонического движения в пределах 3-4 мм. (ИПА РАН;Губанов В.С., Курдубов С.Л.).

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

1. В 2013 году в САО РАН завершено создание системы управления многозадачного 1-м телескопа «ZEISS-1000», предполагающей использование наблюдательных методов телескопа в режиме местного или удаленного управления. Без остановки инструмента осуществлена замена силовых приводов и датчиков положения на осях телескопа, реконструирована система энергоснабжения. Узлы системы объединены посредством индустриальной полевой шины CANbus и беспроводной связи WiFi.
Замена устаревших датчиков осей телескопа в сочетании с использованием новой АСУ позволила в несколько раз повысить точность наведения и слежения телескопа (около 5 угл.сек. по обеим координатам). Как следствие, существенно улучшена точность слежения телескопом, что позволило получать глубокие снимки в фильтрах с экспозициями до 30 минут. Реализован механизм программного ведения телескопом с переменной скоростью по обеим координатам.
Разработанная система содержит необходимый инструментарий для управления научной аппаратурой, установленной в фокусах телескопа. С начала 2014 года будут начаты удаленные наблюдения на телескопе через сеть ИНТЕРНЕТ.
Созданная система позволит проводить эффективные наблюдения объектов ближнего космоса для решения ряда прикладных задач.
(САО РАН; С.В.Драбек, В.С.Шергин, В.В.Власюк, В.В.Комаров).

Секция № 14. Астрономическое образование.
Председатель секции - А.В.Засов.

1. Под эгидой Департамента образования г. Москвы и МГУ им. Ломоносова, силами ГАИШ МГУ и Астрономического общества, был реализован комплекс программ для школьников, учителей астрономии и руководителей внешкольных коллективов, включающий проведение курсов повышения квалификации для учителей (72 часа), проведение программы любительских наблюдений, чтение научно-популярных лекций для школьников (25), проведение занятий Вечерней астрономической школы.

2. Проведена программа "100 часов астрономии", включавшая в себя Курсы повышения квалификации для преподавателей астрономии (24 июня - 6 июля, рук. Засов А.В., Сурдин В.Г.), вечерние наблюдения, Цикл из десяти лекций по различным ключевым проблемам астрономии для преподавателей и учащихся старших классов (лекторы - С.А. Ламзин, Г.М. Рудницкий, К.А. Постнов, А.В. Засов, В.М. Липунов, А.Д. Чернин, В.Ф.Есипов, А.С.Расторгуев, В.Г.Сурдин, О.К. Сильченко) (ГАИШ МГУ).

Секция № 15. Планетные исследования.
Председатель секции - М.Я. Маров, учён. секр. Е.Н.Гусева

1. Проведен анализ разнообразных наблюдательных данных и физических свойств космического тела, столкнувшегося с Землей в районе Челябинска 15 февраля 2013 г. Построена световая кривая, которая указывает на сложный характер разрушения тела. Получены оценки энергии (300 – 500 кт ТНТ) и размера космического тела (16 – 19 м). Оценены параметры траектории движения и высоты разрушения космического тела. Проведено геохимическое изучение падения метеоритного дождя Челябинск на основе собранных образцов метеорита. На основании распределения собранных обломков определена проекция траектории падения, установлен тип метеорита – LL5 S4 и изучены его магнитные свойства. Основными минеральными компонентами образцов фрагментов метеорита являются оливин (50±3 мас.%), ортопироксен (28±3 мас.%) и троилит (14±2 мас.%), а малыми (в пределах нескольких процентов) – тэнит, камасит, клинопироксен, плагиоклаз и хромит, что согласуется с его классификацией как обыкновенного хондрита. Новым результатом является обнаружение в ортопироксене метеорита небольшого количества Fe3+, что можно рассматривать как признак окислительных условий в его родительском теле. Метеорит зарегистрирован в Метеоритном обществе. Результаты исследоваий представлены в специальных выпусках журналов «Астрономический вестник, Исследования солнечной системы» и «Геохимия» (ГАИШ МГУ, ГЕОХИ РАН, ИНАСАН, ИДГ РАН).

2. Проведено исследование устойчивости и хаотической динамики планет в кратных звездных системах; установлено, что недавно открытые циркумбинарные планеты располагаются на границах хаотических областей в пространстве орбитальных параметров внутри резонансных ячеек фрактальных граничных зон.
Разработан новый профессиональный программный пакет обработки временных рядов лучевой скорости для целей поиска и исследования внесолнечных планет. Пакет не имеет аналогов как по охвату и сложности решаемых задач, так и по вычислительной производительности (ГАО РАН).

Секция № 16. Пропаганда и популяризация астрономии.
Председатель секции и докладчик - В.Г.Сурдин.

1. Книга сотрудника ГАИШ МГУ д.ф.-м.н. Петрова А.Н. "Гравитация. От хрустальных сфер до кротовых нор" (Фрязино: 21 Век, 2013) вошла в короткий список премий "Просветитель" и получила награду фонда "Династия".

Секция № 17. Небесная механика.
Председатель секции - К.В. Холшевников, зам. пред. - И.И.Шевченко, Н.В. Емельянов, учёный секретарь Шайдулин В.Ш..

1. Неустойчивость звездной системы Йота Большой Медведицы (τ UMa = ADS 7114).
Доказана неустойчивость четверной звездной системы τ UMa (HD 76644 = ADS 7114). Ранее в работе (Жучков и др., Астрон. журн., 2012, 7, 568) для нее были определены физические и орбитальные параметры, а также на основе моделирования динамики и использования классических критериев устойчивости было сделано заключение о вероятной неустойчивости системы. Теперь неустойчивость системы в целом установлена на основе массовых вычислений показателей Ляпунова на представительных множествах значений параметров и начальных условий. По-видимому, это единственная известная кратная система, для которой неустойчивость строго установлена. Характерные значения для времени распада составляют менее 1000 лет, для Ляпуновского времени менее 100 лет. (ГАО РАН совместно с СПбГУ, КФУ, САО РАН; Орлов В.В. , Мельников А.В., Шевченко И.И., Кияева О.В., Жучков Р.Я., Малоголовец Е.В., Бикмаев И.Ф., Балега Ю.Ю.).