Важнейшие достижения астрономических исследований в 2015 г.

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

1. Выделение спиральных ветвей Млечного Пути по пространственному распределению цефеид и параметры глобального спирального узора.
Использован новый метод выделения протяжённых структур с целью локализации спиральных рукавов по наиболее полной выборке цефеид. Использованы Галактики, включающей 565 объектов, в том числе цефеиды, открытые в рамках проекта ASAS. Выделены фрагменты рукавов Персея и Киля-Стрельца, а также Внешнего и Внутреннего рукавов с общим углом закрутки около -10° и позиционным углом Солнца, близким к 120°. Сравнение с параметрами спирального узора, определенного по более молодым объектам - галактическим мазерам - приводит к оценке скорости вращения спирального узора около 25 км/с/кпк, в хорошем согласии с рядом других современных оценок (ГАИШ МГУ).

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

1. Природа ультраярких рентгеновских источников.
С помощью оптической спектроскопии раскрыта природа необычных объектов – ультраярких рентгеновских источников в других галактиках, которые в рентгеновском диапазоне излучают в тысячи раз ярче, чем черные дыры нашей Галактики. Показано, что эти объекты – сверхкритические аккреционные диски в двойных системах с черными дырами, подобные сверхкритическому аккретору нашей Галактики SS 433, находящиеся на короткой стадии сверхкритической аккреции (САО РАН, с зарубежными соавторами).

2. Литий у HD 77361.
Выполнено исследование холодной звезды HD 77361, ранее отнесенной к очень редкому и загадочному типу звезд, сверхбогатых литием (“super-Li-rich stars”). На основе оригинальной методики определены наиболее важные параметры звезды (температура, масса, возраст и др.). Из анализа трех линий лития получено аномально высокое содержание лития lgε (Li) = 3.75±0.11, которое в 3.5 раза превышает начальное содержание этого элемента у молодых звезд в окрестности Солнца. Наблюдаемое содержание лития в звездах является чрезвычайно чувствительным индикатором звездной эволюции. Столь высокое содержание лития не согласуется с предсказаниями теории звездной эволюции и свидетельствует о недавнем синтезе лития в таких звездах (КрАО ;Л.С. Любимков, Т.М. Рачковская, Д.Б. Поклад, ; Письма в Астрон. Ж., том 41, № 12, с. 872–886, 2015).

Секция № 3. Солнце.
Председатель секции и докладчик – В.В.Зайцев, учён. секретарь И.С.Ким.

1. Генерация гелиосейсмческих возмущений в солнечных вспышках.На основе данных наблюдений петельной вспышки С7.0.
17 февраля 2013 г. инструментами AIA и HMI/SDO, RHESSI впервые показано, что вспышка и связанное с ней гелиосейсмическое возмущение в нижней атмосфере Солнца возникает в результате сильного нарастания электрического тока в одном из хромосферных оснований магнитной петли. Таким образом, в наблюдаемой вспышке гелиосейсмическое возмущение и сам вспышечный процесс не явились результатом нагрева плотных слоев атмосферы электронами, ускоренными в короне, как это обычно предполагается в стандартной модели вспышки. Напротив, полученные данные свидетельствуют о важной роли хромосферы в генерации вспышечной активности на Солнце (Институт космических исследований РАН).

2. Незатухающие кинк-осцилляции корональных магнитных петель.
На основе анализа данных спутника SDO (Solar Dynamics Observatory) обнаружены поперечные кинк-осцилляции корональных магнитных петель, существующие в незатухающем режиме на протяжении интервалов наблюдений длительностью 6 часов в канале 171 A. Этот тип колебаний никак не связан с эруптивными процессами, такими как солнечные вспышки или корональные выбросы масс, и наблюдался в 90% исследованных активных областей. Кинк мода является чувствительной к магнитному полю и плотности плазмы, поэтому обнаруженный режим поперечных колебаний может быть использован для сейсмологической диагностики активных областей, а его повсеместное распространение позволяет проводить такую диагностику практически любой активной области в любое время (ИСЗФ- С.А. Афиногентов , ГАО РАН - В.М. Накаряков ) Публикации: Anfinogentov S.A.,Nakariakov V.M., and Nistico G.Decayless low-amplitude kink oscillations: a common phenomenon in the solar corona? A&A 583, A136, 2015.

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

1. Открытие нового типа космических мазеров, излучающих в радиолиниях молекул метанола.
В ходе наблюдений радиолиний метанола на длинах волн 3, 7 и 13 мм в направлении на источник IRAS 19312+1950 были зарегистрированы мазерные линии метанола I класса. Это является первой регистрацией мазерного излучения метанола в окрестностях звезды, находящейся на поздней стадии эволюции. Таким образом, обнаружен новый тип метанольных мазеров. Мазерное излучение, вероятно, порождается ударной волной, возникающей в результате взаимодействия протяженной оболочки проэволюционировавшей звезды с окружающим её газом межзвездного молекулярного облака. Кроме двух мазерных линий были уверенно зарегистрированы четыре тепловые линии метанола. Моделирование интенсивностей линий исключает возможность того, что излучение метанола образуется в сферически расширяющемся истечении. (Уральский Федеральный Университет совместно с коллегами из Японии и Китая).

Секция №5. Внегалактическая астрономия.
Председатель секции – Р.Д.Дагкесаманский.

1. Результат участия в международной программе "Всемирный блазарный телескоп" (WEBT).
В рамках международной программы «Всемирный блазарный телескоп» (WEBT) сотрудники ГАО РАН, Астрономического отделения СПбГУ и Крымской астрофизической обсерватории с использованием отечественных телескопов приняли участие в исследовании быстрой переменности активных галактических ядер, обладающих мощными струями релятивистской плазмы (блазаров). Анализ полученных данных позволил определить возможные механизмы генерации необычных быстрых вспышек блазаров. В частности, впервые получено наблюдательное подтверждение эффективности механизма пересоединения магнитных силовых линий в релятивистской плазме, окружающей эти космические объекты (ГАО РАН, КрАО РАН и Астрономическое отделение СПбГУ).

2. Чёрные дыры в ядрах галактик: исследования структуры с помощью наземно-космического интерферометра Радиоастрон.
Наблюдения одной из близких радиогалактик Персей А (масса чёрной дыры 850 миллионов солнечных масс) впервые позволили исследовать область активного ядра этой галактики с разрешением ~ 50 микросекунд дуги (что соответствует сотым долям светового года). Удалось определить поперечную структуру не только основной струи, но и противоположной струи (рис. 1). Уярчение к краям струи позволяет судить о структуре магнитного поля и распределении плотности релятивистской плазмы. Резкий пик яркости на большом расстоянии к югу от ядра галактики даёт возможность оценить разогрев релятивистской плазмы на фронте ударной волны, возникающей при взаимодействии релятивистской струи с плазмой, окружающей ядро галактики (АКЦ ФИАН совместно с участниками международного сотрудничества по проекту Радиоастрон).

Рис 1. Карта близкой галактики Персей А, полученная на частоте 22 ГГц с наземно-космическим интерферометром Радиоастрон с экстремальным разрешением. Диаграмма направленности интерферометра составляет 100 микросекунд дуги. Изображенный объект с Севера на Юг (сверху вниз) занимает размер в 3.5 световых года.

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

1. Обнаружен значительный недостаток массивных карликовых галактик в Местном Объеме по сравнению со стандартной космологией.
При сравнении галактик Местного Объема с теоретическими предсказаниями было обнаружено, что для сравнительно массивных галактик с круговыми скоростями более 70 км/с и массами от 5·10¹⁰ МС стандартная ΛCDM модель находится в отличном согласии с наблюдениями. Однако слабый наклон (α ≈ -1) распределения карликовых галактик с круговыми скоростями менее 40 км/с противоречит предсказаниям космологической стандартной модели (α ≈ -3), как получено для гало темной материи на основе численного моделирования. Более того, модели с теплым темным веществом также не могут объяснить наблюдательные данные вне зависимости от массы частиц (САО).

2. Начала работать новая обсерватория по регистрации нейтрино высоких энергий на озере Байкал.
В настоящее время идет набор данных от космологических источников нейтрино. Аналогичная установка IceCube работает на Южном Полюсе. Светимость обсерватории 0,1 IceCube (ИЯИ, ОИЯИ )

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

1. Впервые выполнены измерения распространенности нейтрального хлора (Cl I) в облаках межзвездного газа с большими красными смещениями (z=2-5), содержащих молекулярный водород (H2). Линии нейтрального хлора, идентифицированы в 9 абсорбционных системах молекулярного водорода (включая 5 новых идентификаций), и дополнительно в 9 системах были получены верхние пределы. Показано, что лучевые концентрации Cl I и H2 коррелируют, на уровне значимости 5 стандартных отклонений, с относительно небольшой дисперсией около 0.2 (логарифмической шкалы) в диапазоне лучевых концентраций (в единицах см-2) 18.1 < log N(H2) < 20.1, см Рис. 1. Получено, что отношение лучевых концентраций Cl I и H2 в облаках с большими красными смещениями, описываемое как N(Cl I)/N(H2)»1.5?10-6, совпадает в пределах ошибок с отношением, измеренным в облаках нашей Галактики. Показано, что это отношение не зависит от металличности газа в дэмпфированных Лайман-альфа (ДЛА) системах, ассоциированных с облаками H2. Так как средние распространенности металлов в ДЛА системах, как правило, на порядок ниже, чем значения, измеряемые в нашей Галактике, это означает, что либо локальная степень молекуляризации, либо локальная распространенность металлов в областях, содержащей молекулярный водород, выше, чем средние ДЛА значения (ФТИ им. Иоффе, Балашов С.А. и др. совместно с французскими коллегами)

Рис. 1 Результаты измерений лучевых концентраций Cl I и H2 в облаках межзвездного газа с большими красными смещениями (красные точки) и в нашей Галактике (синие точки). Открытыми красными кружками показаны верхние пределы на N(Cl I) для систем с большими z. Штриховыми линиями показаны отношения между лучевыми концентрациями Cl I и H2 для систем в нашей Галактике (синий цвет) и на больших z (красный цвет), определенные методом наименьших квадратов в двумерном пространстве.
Ссылка: Балашов С.А, Нотердам П., Клименко В.В., Петижан П., Шриананд Р., Леду С., Иванчик А.В., Варшалович Д.А.
Astronomy & Astrophysics, 575, L8 (2015). "Neutral oine and molecular hydrogen at high redshift» («Нейтральный хлор и молекулярный водород в системах с большим красным смещением»)

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

1. Динамические явления в приливах и вращении Земли.
На основе анализа РСДБ наблюдений на глобальной сети из 138 станций за период данных 1980-2014 гг. (около 15 млн. измерений) выполнены масштабные исследования двух геодинамических явлений: резонансных возмущений приливных лунно-солнечных деформаций твердого тела Земли, обусловленных свободной околосуточной нутацией её жидкого ядра, и вариаций параметров вращения Земли, вызванных океаническими приливами. Впервые в мире получены значения комплексных частотно-зависимых приливных параметров (чисел Лява/Шида) для 11 суточных и 5 долгопериодических приливных волн. Получены коэффициенты 70 членов разложения вариаций параметров вращения Земли, обусловленных суточными и полусуточными лунно-солнечными приливами в мировом океане, с точностью 1.8-4.6 мкс дуги для обеих координат земного полюса и 0.2-0.3 мкс для всемирного времени.

2. Радиолокация астероида 436724 (2011 UW158).
Получены высокоточные доплеровские наблюдения астероида 436724 (2011 UW158). C помощью облучения астероида передатчиком на 70-метровой антенне DSS-14 (обсерватория Голдстоун, США) и приёма отраженных радиосигналов на антеннах обсерваторий «Зеленчукская» и «Бадары» РСДБ-комплекса «Квазар-КВО». По всем имеющимся позиционным и радиолокационным наблюдениям уточнена орбита астероида и оценена вероятность его столкновения с Землей, которая оказалась близка к нулю на столетнем интервале времени. По наблюдениям уширения спектра отраженного сигнала получены оценки размера (от 350 до 520 м) и периода вращения астероида (36±3 мин). Анализ амплитуд принятых сигналов в левой и правой круговой поляризациях указывает на наличие большого количества неровностей на поверхности этого астероида (США: Обс. Голдстоун, Беннер Л.; ИПА РАН: Бондаренко Ю. С., Кочетова О. М., Маршалов Д. А., Мельников А. Е., Мишин Н. А., Мишина В. Ю., Медведев Ю. Д.)

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

1. Развитие глобальной роботизированной сети МАСТЕР.
В 2015 г. реализован проект самого быстрого в мире оптического обзора объектов неба до 19-20 звездной величины. Это произошло благодаря введению в строй трех новых полностью роботизированных обсерваторий типа МАСТЕР, принадлежащих ГАИШ : в республике Южная Африка - MASTER-SAAO (обсерватория Сазерленд); обсерватория МАСТЕР на Канарских островах MASTER-IAC (Институт Астрофизики Канарских островов) и в Крыму - МАСТЕР-Крым (Научная станция ГАИШ - головная станция сети). Общее поле зрения всех телескопов теперь равно 56 кв. градусам. Этот проект направлен на решение нескольких фундаментальных проблем современной физики и астрофизики, в частности, проблемы исследования гамма-всплесков - самых мощных взрывов во Вселенной - процессов, сопровождающих образование быстро-вращающихся черных дыр и нейтронных звезд во Вселенной. Во время обзора решаются проблемы интересные для современной астрофизики: задачи исследования механизмов термоядерных вспышек на белых карликах, свечение плазмы вблизи сверхмассивных чёрных дыр и вспышек пока еще неизвестной природы. Параллельно решаются и прикладные задачи - создано программное обеспечение, позволяющее автоматически открывать потенциально-опасные астероиды в режиме реального времени. Начаты совместные наблюдения с крупнейшими физическими экспериментами: ANTARES, Ice-CUBE и гравитационно-волновой консорциум LIGO/VIRGO (ГАИШ МГУ).

2. Создание технологии нанесения многофункционального покрытия оптических элементов, позволяющей вдвое повысить чувствительность космических телескопов.
Разработана и экспериментально проверена технология нанесения многофункционального интерференционного покрытия на оптические элементы комплекса научной аппаратуры космической обсерватории Спектр-УФ. Достигнутый результат позволяет проводить спектральные и фотометрические астрофизические исследования инструментами космической обсерватории Спектр-УФ на уровне чувствительности космического телескопа им. Хаббла (КТХ) при площади главного зеркала телескопа Т-170М в 2 раза меньшем, чем площадь главного зеркала КТХ (ИНАСАН, с ФГУП НПО «НИИ «ЛУЧ»»).

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

1. Двухэлементный радиоинтерферометр нового поколения для целей космической геодезии.
Радиоинтерферометр основан на антеннах диаметром 13,2 м, установленных в обсерваториях «Бадары» и «Зеленчукская» РСДБ-комплекса «Квазар-КВО». Радиотелескопы оснащены разработанными в ИПА РАН широкополосными приемно-усилительными системами, цифровыми системами регистрации и преобразования сигналов и системой высокоскоростной передачи данных. Опорно-поворотные устройства антенн обеспечивают высокую скорость переброса антенны с одного радиоисточника на другой, что позволяет увеличить количество наблюдаемых радиоисточников почти на порядок. Система сбора и обработки данных позволяет осуществлять передачу наблюдений в центры корреляционной обработки РАН, Росстандарта и Минобороны России в режиме, близком к режиму реального времени (со скоростью 8-16 Гбит/с). Радиоинтерферометр предназначен для высокоточного определения Всемирного времени и обеспечения связи с международной геодезической РСДБ-сетью с целью согласования отечественных данных о параметрах вращения Земли, о земных и небесных системах координат с международными. Проведенные в октябре-ноябре 2015 г. первые сеансы наблюдений и результаты их обработки показали возможность оперативного (3-4 раза в сутки) определения Всемирного времени с погрешностью 20 мкс. (ИПА РАН: Ипатов А.В., Иванов Д.В., Ильин Г. Н., Смоленцев С. Г., Гаязов И. С., Мардышкин В.В., Федотов Л.В., Сальников А.И., Стэмпковский В.Г., Вытнов А.В., Михайлов А.Г., Олифиров В.Г.)

Секция № 12. Внеатмосферная астрономия.
И.о. председателя — Б.М. Шустов.

1. Начались внеатмосферные исследования космическх лучей (КЛ) с помощью комплека НУКЛОН.
Комплекс научной аппаратуры (КНА) НУКЛОН прошел летные испытания в полном объеме с положительным результатом. Все системы КНА функционируют в штатном режиме. С марта 2015 г. начаты наблюдения. За полгода наблюдений для космических лучей с энергией более 1 ТэВ получен объем данных сопоставимый с полученным за предыдущие 50 лет исследований.
Предварительный анализ полученных данных дает указание на неоднородность в энергетическом спектре всех частиц в области десятков ТэВ. Это указывает, что энергетические спектры основных компонент КЛ имеют сложную структуру в области более 10 ТэВ/частица; наблюдается устойчивое падение интенсивности потока протонов, по отношению к потоку ядер не во всем исследованном энергетическом диапазоне. Срок активного существования космического аппарата и КНА позволяет увеличить статистику, как минимум, на порядок.
Предварительные результаты по определению спектра всех ядер космических лучей в сравнении с данными других экспериментов. Неоднородность в спектре в области энергий 10-30 ТэВ имеет статистическую обеспеченность в 3.4σ (НИИЯФ МГУ).

Секция № 13. Базы данных и информационное обеспечение.
Председатель секции и докладчик - О.Б.Длужневская.

1. База данных двойных звезд БДБ.
До недавнего времени не существовало базы данных, интегрирующей информацию для всех типов двойных звезд. База данных двойных звезд (Binary star DataBase, BDB, http://bdb.inasan.ru) создана в Институте Астрономии РАН и содержит данные всех основных каталогов двойных и кратных звезд для 110000 звездных систем всех наблюдательных типов (визуальные, затменные, спектроскопические и др.) с кратностью от 2 и выше. Обращение к BDB осуществляется по идентификатору объекта, либо по параметрам (координаты, звездные величины, спектральный класс, орбитальные характеристики и др.). Предполагается, что для двойных звезд BDB станет так же востребована, как узел SIMBAD/VizieR для одиночных.
Малков О.Ю., Кайгородов П.В., Ковалева Д.А. (ИНАСАН)

2. Новый метод оцифровки, измерения и калибровки астронегативов.
Разработан новый метод оцифровки и астрометрической редукции фотопластинок с помощью цифровой камеры. Калибровка измерений производится при помощи шаблона, оцифрованного на высокоточном сканере Бельгийской королевской обсерватории. Модель редукции включает наряду с линейными членами полином 3-й степени для учета аберраций объектива. Внутренняя точность измерений составила около 1 микрона. Применение новой методики к наблюдениям визуально-двойных звезд и спутников Сатурна позволило значительно увеличить точность по сравнению с прошлыми измерениями.
Измайлов И. С., Рощина Е. А., Киселева Т. П., Васильева Т. А.(ГАО РАН)

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

1. Благодаря настойчивым усилиям астрономических общественных организаций РФ Министерство в 2015 г. утвердило единый ФГОС и шестилетнее непрерывное образование (специалитет) для всех университетов, готовящих астрономические кадры, и квалификацию выпускников «Астроном. Преподаватель», дающую право заниматься преподавательской деятельностью (НСА РАН, АО и др.).

Секция № 15. Планеты и планетные исследования.
Председатель секции - М.Я. Маров.

1. Обнаружены признаки современной вулканической активности на Венере.
В ходе анализа результатов ИК съемки поверхности Венеры немецкой ТВ камерой, КА Венера Экспресс, в рифтовой зоне Ганис (Ganis Chasma) были обнаружены появляющиеся и через некоторое время исчезающие «горячие» пятна, которые, очевидно, вызваны извержениями вулканической лавы (Шалыгин Е.В., Маркевич В.М. – Max-Planck Institut for Solar System research, Gottingen, Germany, Базилевский А.Т. – ГЕОХИ РАН, Титов Д.В. – ESTEC ESA, Игнатьев Н.И. – ИКИ РАН, Хэд Дж. – Brown University, Providence RI, USA).

2. Впервые построена аналитическая теория, описывающая спиральные структуры в планетезимальных дисках двойных звезд.
Исследованы динамические возмущения протопланетного планетезимального циркумбинарного диска (диска вокруг двойной звезды) в эпоху, когда его газовая составляющая исчезает. Построена теория для вековой динамики планетезималей в циркумбинарных дисках в безгазовом случае. Продемонстрировано, как формируется циркумбинарная спиральная структура. Численно и аналитически изучена эволюция структуры в ходе распространения волны плотности по диску на вековой шкале времени. Выведены аналитические формулы, описывающие возникающие структурные особенности; они в точности описывают численно-экспериментальную картину. Для оценки влияния остаточного газа на распространение волны использован метод SPH (ГАО РАН: Демидова Т.В., Шевченко И.И.).

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

1. Первый частный планетарий в РФ.
В феврале 2015 г. в Иркутске в центре города открылся первый частный планетарий в России на 45 мест. За 9 месяцев работы через планетарий прошло 38 тыс. человек, включая 400 из детдомов (бесплатно) (МГУ: Слипенчук М.В.; ИрГУ: Язев С.А.)

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

1. Динамическая эволюция высокоэллиптических объектов в окрестности орбит типа «Молния».
На основе результатов численного моделирования движения высокоэллиптических объектов на интервале времени 240 лет в окрестности орбит типа «Молния» (использовалась «Численная модель движения ИСЗ», разработанная в НИИ ПММ ТГУ) показано, что орбитальная эволюция существенно зависит от начального значения долготы восходящего узла. В зависимости от ориентации плоскости орбиты в пространстве, падение объектов с большой парусностью на Землю происходит при значениях парусности от 3 до 16 м²/кг.
Вековые возмущения большой полуоси орбиты, вызываемые сопротивлением атмосферы и эффектом Пойнтинга–Робертсона, приводят к прохождению спутником через зоны резонансов высоких порядков. Это приводит к формированию слабо стохастических траекторий.При сильных возмущениях от сопротивления атмосферы вековые возмущения большой полуоси орбиты обеспечивают быстрое прохождение спутником областей резонансов высоких порядков,что исключает возможность формирования слабо стохастических траекторий. В ходе выполнения программы наблюдений высокоэллиптических объектов на телескопе СБГ Кауровской астрономической обсерватории обнаружено несколько объектов, дальнейшие наблюдения которых будут использоваться для проверки теоретических выводов (УрФГУ).