Запуск рентгеновской обсерватории «Спектр-РГ» и первые результаты

13 июля 2019 года состоялся успешный запуск с космодрома Байконур ракеты-носителя «Протон-М» с разгонным блоком «ДМ-03» и российской астрофизической обсерваторией «Спектр-РГ». Аппарат создан в НПО им. Лавочкина. В состав обсерватории входят два рентгеновских телескопа: eROSITA (Германия) и ART-XC (Россия). ART-XC – первый рентгеновский телескоп косого падения, разработанный и произведенный в России. Он создан в ИКИ РАН и РФЯЦ ВНИИЭФ (г. Саров) при участии Центра космических полетов им. Маршалла (США). Научный руководитель телескопа ART-XC – Михаил Павлинский (ИКИ РАН). В фокальной плоскости телескопа установлены уникальные рентгеновские детекторы на основе теллурида кадмия, разработанные в ИКИ РАН в лаборатории Василия Левина.

21 октября 2019 года аппарат завершил перелет в окрестность точки либрации L2 системы Солнце-Земля, а 8-го декабря 2019 года обсерватория начала выполнение своей главной задачи – проведение четырехлетнего обзора всего неба в рентгеновских лучах, чувствительность которого должна а десятки раз превзойти существующие обзоры.

В течение первых четырех месяцев после запуска телескопы обсерватории «Спектр-РГ» про- водили тестовые наблюдения астрофизических объектов на небе, которые подтвердили высо- чайшие заявленные характеристики приборов.

Ожидается, что в результате уникального обзора всего неба будет обнаружено порядка ста тысяч массивных скоплений галактик, несколько миллионов сверхмассивных черных дыр в ядрах галактик, сотни тысяч звезд с активными коронами и много других интересных объектов, в том числе неизвестной природы, а также детально исследованы свойства горячей межзвездной и межгалактической плазмы.

Секция № 1. Структура и динамика Галактики.

1. «Кинематические свойства горячих субкарликов из каталога Gaia DR2».

Аннотация:
Впервые изучены кинематические свойства большой выборки горячих субкарликов из каталога Gaia DR2. Показано, что в зависимости от положения на небесной сфере они имеют различные кинематические и структурные свойства. Оценены значения шкалы высот и параметры эллипсоидов остаточных скоростей горячих субкарликов в нескольких слоях, параллельных плоскости Галактики.

Изучены кинематические свойства горячих субкарликов (ГС) из каталога Gaia DR2. Показано, что в зависимости от положения на небесной сфере они имеют различную кинематику. Вращение вокруг центра Галактики низкоширотных (|b|<20 град.) ГС происходит с линейной скоростью 221±5 км/с, а высокоширотные (|b|>20 град.) ГС вращаются медленнее, со скоростью 168±6 км/с. По выборке из 12515 ГС найдено положительное вращение вокруг оси x, происходящее с угловой скоростью 1.36±0.24 км/с/кпк. Найдены следующие значения вертикальной шкалы диска: h=190±4 пк по низкоширотным и h=700±8 пк по высокоширотным горячим субкарликам.

Прослежена эволюция параметров эллипсоида остаточных скоростей ГС в зависимости от их положения относительно плоскости Галактики. Эллипсоид остаточных скоростей имеет следующие размеры: σ_1,2,3= (36.1,27.6,22.8)±(0.4,0.8,0.6) км/с у ГС из зоны |z|<0.5 кпк и σ_1,2,3=(56.9,55.8,39.7)±(0.9,1.1,0.8) км/с у ГС из зоны |z|>0.5 кпк. Определены параметры эллипсоидов остаточных скоростей ГС, расположенных в четырех плоскопараллельных слоях. Показано, что с ростом z увеличивается размер эллипсоида, а также возрастает наклон первой оси относительно плоскости Галактики. В зонах близких к галактической плоскости, z=±0.2 кпк, такой наклон близок к нулю, а при z=±0.9 кпк наклон первой оси эллипсоида составляет уже — +12±4 градусов.



Рисунок. Схематичное отражение четырех найденных эллипсов остаточных скоростей UW на галактической плоскости xz.

Авторы: Бобылев В.В., Байкова А.Т. (ГАО РАН)

Публикации:
1. Бобылев В.В., Байкова А.Т., Кинематика горячих субкарликов из каталога Gaia DR2. Письма в АЖ, т.45, № 9, 622, 2019.
2. Бобылев В.В., Байкова А.Т., Особенности эллипсоида остаточных скоростей горячих субкарликов из каталога Gaia DR2. АЖ, т.96, № 11, 939, 2019.

Секция № 2. Звёзды.

1. «Химический состав древнейших звёзд Галактики и следы нуклеосинтеза в первых сверхновых».

Аннотация:
Звёзды с экстремально низким содержанием железа (более чем на 3 порядка ниже солнечного, т.е. с [Fe/H] ≤ –3) — представители старейшего населения Галактики (Pop II.5) и хранят информацию о начальных этапах химического обогащения галактического вещества первыми сверхновыми звёздами. Для 17 звёзд параметры их атмосфер (эффективная температура и ускорение силы тяжести на поверхности) впервые определены комплексным методом с использованием показателей цвета, профилей бальмеровских линий водорода и линий кальция в двух стадиях ионизации в спектрах высокого разрешения, полученных на крупнейших телескопах мира (VLT, Keck, Magellan), расстояний, измеренных Gaia, и изохрон. Надёжные параметры атмосфер — это залог высокой точности определения химического состава. Преимущество новых результатов по содержанию Na, Al, Mg, Ca, Ti и Fe у исследуемых звёзд – ещё и в наиболее полном учете физических процессов при моделировании теоретического спектра (так называемый не-ЛТР = NLTE подход).

На Рисунке полученные элементные отношения [Mg/Fe] и [Al/Mg] сравниваются с более ранними определениями авторов для звёзд гало с более высоким содержанием металлов (Pop II). У половины звёзд с ультрадефицитом железа [Mg/Fe] ≈ 0.3, что близко к среднему для звёзд Pop II. У остальных звёзд [Mg/Fe] сильно отличается от среднего, что свидетельствует о влиянии единичных эпизодов нуклеосинтеза на химсостав конкретных звезд, разном относительном выходе Mg и Fe у сверхновых разных масс и неполном перемешивании продуктов нуклеосинтеза в межзвёздной среде. Но разброс отсутствует для [Al/Mg], что свидетельствует об общем происхождении Al и Mg. Содержание химических элементов, полученное для древнейших звёзд, имеет важное значение для тестирования моделей начального химического обогащения Галактики.



Рисунок. Относительное содержание [Mg/Fe] (левая панель) и [Al/Mg] (правая панель) у исследуемых звёзд (красные звёзды) по сравнению со звёздами гало из работы Mashonkina et al. (2017, A&A, 608, A89, чёрные кружки).

Авторы: Ситнова Т. М., Машонкина Л. И. (Институт астрономии РАН)

Публикации:
1. Sitnova T. M., Mashonkina L. I., Ezzeddine R., Frebel A. Ultra metal-poor stars: improved atmospheric parameters and NLTE abundances of magnesium and calcium. // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2019, Vol. 485, p.3527-3543.

2. «Первое обнаружение «остановок блеска» у карликовой новой NY Змеи».

Аннотация:
В результате фотометрических исследований NY Ser, карликовой новой типа SU UMa, проводившихся в 2018 г. в рамках международной кампании VSNET, впервые обнаружено, что эта карликовая новая, имеющая орбитальный период 0.097558(6) сут., дважды за 2018 г. оказывалась в состояниях «остановки блеска» (эти состояния – отличительный признак катаклизмических переменных типа Z Cam). В результате впервые продемонстрировано, что подобные «остановки» могут случаться между сверхвспышками карликовых новых типа SU UMa. Никаких признаков сверхгорбов (а, значит, и прецессии аккреционного диска) во время «остановок» не было найдено. По крайней мере одна сверхвспышка началась сразу же после «остановки», что является убедительным доказательством того, что резонанс 3:1 в аккреционном диске был возбужден именно во время «остановки блеска». Этот феномен указывает на то, что радиус диска может расти в таком состоянии системы. Выдвинуто предположено, что условия, близкие к пределу приливной нестабильности, вызвали раннее угасание сверхвспышек, в результате чего в диске оставалось значительное количество вещества после сверхвспышек, и это оставшееся вещество является ответственным за «остановки блеска».



Рисунок. Кривая блеска NY Ser, 2018 г., показывающая сверхвспышки (SO1 и SO2), обычные вспышки и состояния «остановки блеска» (standstill).

Авторы: Павленко Е.П., Пить Н.В., Антонюк К.А., Антонюк О.И., Бабина Ю.В., Бакланов А.В., Сосновский А.А., Белан С.П. (Крымская астрофизическая обсерватория, Научный, Крым), Сергеев А.В. (Институт астрономии РАН), Склянов А.С., Жучков Р.Я., Гутаев А.Г. (Казанский федеральный университет)

Публикации:
1. Kato T., Pavlenko E.P., Pit N.V., Antonyuk K.A. et al. Discovery of standstills in the SU UMa-type dwarf nova NY Serpentis. PAS Japan, 2019, 71, Issue 2, article id. L1.

Секция № 3. Солнце.

1. «Рекордные магнитные поля в короне активных областей Солнца».

Аннотация:
Величина самых сильных полей в активных областях Солнца не превышает 3 кГс. Лишь изредка на фотосфере регистрируются поля ≥ 5 кГс. Магнитные поля в короне трудно измерить по эффекту Зеемана. Единственный способ изменения корональных полей – по мкв-излучению.

Наблюдениями 06.09.2017 на 17 и 34 Ггц зарегистрировано аномально высокое значение коронального поля в AO 12673: ≈ 4 кГс, что подтверждается восстановлением магнитного поля по фотосферным магнитограммам.

Рисунок. Радиоизображения АО 12673 (синие), наблюдаемые радиогелиграфом NoRH на 17 ГГц (слева) и 34 ГГц (справа) с модельными радиокартами (красные).




Рисунок. 3D структура коронального поля в виде поверхностей равного магнитного поля (а) и силовых линий (б).




Рисунок. Зависимость B(h) по методу NLFFF для 03:36 UT (зелёная линия ) и 18:36 UT (красная).

Авторы: Анфиногентов С.А., Ступишин А.Г., Мышьяков И.И. (ИСЗФ СО РАН, СПбГУ)

Публикации:
1. Anfinogentov, Sergey A.; Stupishin, Alexey G.; Mysh'yakov, Ivan I.; Fleishman, Gregory D. Record-breaking Coronal Magnetic Field in Solar Active Region 12673 // The Astrophysical Journal Letters, Volume 880, Issue 2, article id. L29, 5 pp. (2019)

Секция № 4. Межзвездная среда и звездоообразование.

1. «Цикл работ 2019 г по астрофизике мазеров».

Аннотация:

Цикл работ международного авторского коллектива, посвященных исследованию спектральных особенностей, переменности и морфологии мазерных источников гидроксила, воды и метанола. В частности, во время вспышки мазерного излучения в массивном молодом звездном скоплении G358.93-0.03 было обнаружено более 20 новых мазерных линий метанола, включая несколько ярких линий первого и второго крутильно возбужденных состояний. Это открытие впервые позволило идентифицировать механизм накачки метанольных мазеров [1-4].

С помощью Space-VLBI миссии RadioAstron наблюдалась мазерная эмиссия H2O, связанная с областью массивного звездообразования W49N. Исследована сверхтонкая пространственная структура в мазерной эмиссии с угловым разрешением, соответствующим базе ~10 диаметра Земли – это рекордное пространственное разрешение размеров объектов межзвездной среды, достигнутое благодаря миссии RadioAstron [5, 6].

Была детектирована и исследована вспышки мазера водяного пара на частоте 22 ГГц в области звездообразования G25.65+1.05. Плотность потока мазера составила 12000 Ян. Вспышка была исследована в спектральной, пространственной и временной областях. Были выявлены причины этой гигантской вспышки [7]. Выполнено картирование спектральной линии мазера H2O на частоте 22 ГГц, а также мазерных переходов метанола на частотах 6.7, 12.2 и 44 ГГц и континуума в тех же полосах частот с помощью решетки VLA в эпоху после вспышки в 2017 годд. Впервые получены карты мазерных пятен H2O на частоте 22 ГГц и CH3OH на частоте 44 ГГц и определено абсолютное положение вспыхнувшей детали H2O на частоте 22 ГГц с точностью до миллисекунд дуги [7-10].

С помощью 22-метрового радиотелескопа РТ-22 в Симеизе в ходе проведения патрулирования радиоисточников космического мазерного излучения в линиях водяного пара на частоте 22 ГГц открыт самый мощный галактический киломазер G25.65+1.05 (IRAS 18316-0602). В объекте зарегистрирована самая мощная за всю историю наблюдений двойная вспышка, во время которой плотность потока радиоизлучения увеличилась более чем в 1300 раз. Мониторинг вспышки на радиотелескопе РТ-22 (Симеиз) осуществлялся в ежедневном режиме. Впервые в мире получена детальная форма изменения спектральной плотности потока излучения источника в зависимости от времени [11-12].

Авторы: В. Авдеев, А. Алакоз, О. Баяндина, И. Вальтц, А. Вольвач, Л. Вольвач, С. Каленский, М. Ларионов, Г. Рудницкий, А. Соболев, Н. Шахворостова, А. Ипатов, Д. Иванов, А. Михайлов, А. Мельников (АКЦ ФИАН, УрФУ, КрАО, ИПА).

Публикации:
1. Breen S.L., Sobolev A.M., Kaczmarek J.F. et al. Discovery of Six New Class II Methanol Maser Transitions, Including the Unambiguous Detection of Three Torsionally Excited Lines toward G 358.931-0.030 // The Astrophysical Journal Letters. 2019. V 876, Issue 2, article id. L25, 7 pp. DOI: 10.3847/2041-8213/ab191c
2. Brogan C., Hunter T.R., Towner A.P.M., … Sobolev A.M., …Volvach, A. E.; Volvach, L. N. . Sub-arcsecond (Sub)millimeter Imaging of the Massive Protocluster G358.93-0.03: сof 14 New Methanol Maser Lines Associated with a Hot Core // The Astrophysical Journal Letters. 2019. V. 881. Issue 2, p.3981-3989. DOI: 10.3847/2041-8213/ab2f8a
3. MacLeod G.C., Sugiyama K., Hunter T.R., … Sobolev A.M., et al. . Detection of new methanol maser transitions associated with G358.93-0.03  // MNRAS. 2019. V. 489. Issue 3, article id. L39, 9 pp. . DOI: 10.1093/mnras/stz2417
4. Hernandez-Hernandez, Vicente; Kurtz, Stan; Kalenskii, Sergei et al. APEX Millimeter Observations of Methanol Emission Toward High-mass Star-forming Cores, 2019, AJ, 158, 18
5. Shakhvorostova, N. N., Sobolev, A. M., Moran, J. M., Alakoz, A. V.; Imai, H., Avdeev, V. Y. 2019 (Advances in Space Research, в печати)
6. R. A. Burns, G. Orosz, O. Bayandina, G. Surcis, M. Olech, G. MacLeod, A. Volvach, G. Rudnitskii, T. Hirota, K. Immer, J. Blanchard, B. Marcote, H. J. van Langevelde, J. O. Chibueze, K. Sugiyama, Kee-Tae Kim, I. Val‘tts, N. Shakhvorostova, B. Kramer, W. A. Baan, C. Brogan, T. Hunter, S. Kurtz, A. M. Sobolev, J. Brand, L.Volvach, VLBI observations of the G25.65+1.05 water maser ‘Super-burst’, 2019, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, stz3172, https://doi.org/10.1093/mnras/stz3172, 2019.
7. Bayandina, O.S., Burns, R.A., Kurtz, S.E., Shakhvorostova, N.N., Val'Tts, I.E. VLA Overview of the Bursting H2O Maser Source G25.65+1.05, 2019, Astrophysical Journal, 884 (2), art. no. 140.
8. Val'tts, I.E., Shakhvorostova, N.N., Bayandina, O.S., Analysis of Some Parameters and of Possible Types of Shocks in a New Sample of Spitzer/GLIMPSE/EGO Regions of Formation of Massive Stars, Astronomy Reports, 63 (10), pp. 846-861, 2019. DOI: 10.1134/S106377291910007X
9. Shakhvorostova, N.N., Sobolev, A.M., Moran, J.M., Alakoz, A.V., Imai, H., Avdeev, V.Y., RadioAstron probes the ultra-fine spatial structure in the H2O maser emission in the star forming region W49N Advances in Space Research, 2019. DOI: 10.1016/j.asr.2019.05.011
10. Bayandina, O.S., Shakhvorostova, N.N., Alakoz, A.V., Burns, R.A., Kurtz, S.E., Val'tts, I.E. RadioAstron reveals super-compact structures in the bursting H2O maser source G25.65+1.05 Advances in Space Research, 2019., DOI: 10.1016/j.asr.2019.03.011
11. L. N. Volvach, A. E. Volvach, M. G. Larionov, G. C. MacLeod, S. P. van den Heever, P. Wolak, M. Olech Powerful bursts of water masers towards G25.65+1.05 // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters, Volume 482, Issue 1, 1 January 2019, Pages L90–L92.
12. Л.Н. Вольвач, А.Е. Вольвач, М.Г. Ларионов, Г. К. МакЛеод, С.П. ван ден Хеевер, П. Волак, M. Олеч, А.В. Ипатов, Д.В. Иванов, А.Г. Михайлов, А. Мельников, К. Ментен, А. Беллоче, А. Вейс, П. Мазумдар, Ф. Шуллер Гигантская вспышка мазера водяного пара в галактическом источнике IRAS 18316-0602 // Астрономический журнал. 2019. Т.96. №1.

Секция № 6. Космология и микрофизика.

1. «Оценка массы и спина черной дыры М87* по положению излома джета».

Аннотация:

Мы предлагаем новый метод оценки массы сверхмассивной черной дыры (СМЧД), расположенной в центре активной галактики. Галактика М87 представляет собой удобный испытательный полигон для данного метода благодаря наличию большого объема данных наблюдений по свойствам джета и окружающей среды в центральной области объекта. Мы полагаем, что наблюдаемый переход формы границы джета от параболической к конической связан с переходом потока от режима доминирования магнитного поля к режиму равенства энергии объемного движения плазмы и магнитного поля. Связывая уникальный набор наблюдений по кинематике джета, окружающей среде и профилю границы с нашим МГД моделированием при условии наличия динамически важного магнитного поля в джете М87, мы оцениваем массу и спин центральной черной дыры. Этот метод позволяет приводит к выводу, что СМЧД М87* имеет несколько большую массу, чем предполагалось ранее.




Рисунок. Данные по форме джета М87 (синие круги) с ошибками. Данные по ядру обозначены черными треугольниками (с ошибками). На верхнем рисунке указаны две зеленые линии - степенные аппроксимации наблюдательных данных. На нижнем рисунке - красной линией обозначена модель формы джета b=2.07 и σ_M=20.

Авторы: Нохрина Е.Е., Гурвиц Л.И., Бескин В.С.

Публикации:
1. Nokhrina, E. E.; Gurvits, L. I.; Beskin, V. S.; Nakamura, M.; Asada, K.; Hada, K. M87 black hole mass and spin estimate through the position of the jet boundary shape break // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 489, Issue 1, p.1197-1205

Секция № 7. Жизнь и разум во Вселенной.

1. «Наблюдения по программе SETI на телескопе РАТАН-600 в 2015 и 2016 гг».

Аннотация:

В 2015–2016 гг. в САО РАН на радиотелескопе РАТАН-600 проводились регулярные наблюдения по программе SETI. Объектами поиска сигналов искусственного происхождения были около 30 солнцеподобных звезд и два шаровых скопления с высокой металличностью. Основной идеей, положенной в основу этих исследований, были многократные повторяющиеся наблюдения (мониторинг) одних и тех же объектов. Данные анализировались тремя способами: проводился поиск одиночного сильного сигнала, оценивался усредненный за все время наблюдений поток излучения, анализировались корреляции сигналов разных частот. Накопление информации за два года наблюдений позволило провести поиск слабых сигналов с уровнем обнаружения в несколько миллиянских на волнах 2.7 и 6.3 см. Усредненные по всему набору данных ограничения для мощности сигналов внеземных цивилизаций лежат практически у всех объектов в интервале 10¹⁶ – 10²⁰ Вт, верхние же пределы для светимости в единичных наблюдениях (время прохождения диаграммы 7–19 секунд) составляют 10¹⁷–10²¹ Вт, при этом эффективные изотропные излучаемые мощности их гипотетических передатчиков не превышают 2 × 10⁹–2 × 10¹³ Вт, что близко к данному параметру для крупнейших наземных планетарных радаров. Полученные ограничения на светимость свидетельствуют об отсутствии радиоизлучения собственно и у наблюдавшихся солнцеподобных звезд, стационарного в среднем за время наблюдений и вспышечного в отдельных сеансах.

Авторы: А. Д. Панов, Н. Н. Бурсов, Г. М. Бескин, А. К. Эркенов, Л. Н. Филиппова, В. В. Филиппов, Л. М. Гиндилис, Н. С. Кардашев, А. А. Кудряшова, Е. С. Стариков, Дж. Вилсон, Л. А. Пустильник.

Публикации:
1. А. Д. Панов, Н. Н. Бурсов, Г. М. Бескин, А. К. Эркенов, Л. Н. Филиппова, В. В. Филиппов, Л. М. Гиндилис, Н. С. Кардашев, А. А. Кудряшова, Е. С. Стариков, Дж. Вилсон, Л. А. Пустильник. Наблюдения по программе SETI на телескопе РАТАН-600 в 2015 и 2016 гг. Астрофизический бюллетень, 2019, том 74, No 2, с. 252–264.

Секция № 8. Релятивистская астрофизика и гравитационные волны.

1. «Пульсарные туманности с головными ударными волнами и особенности наблюдаемых спектров ГэВ-ТэВ позитронов».

Аннотация:

Многие пульсары рождаются со скоростями выше типичных скоростей звука в межзвездной среде. Синхротронные туманности, связанные с остановкой релятивистского ветра быстро движущихся пульсаров, имеют головные ударные волны. Наличие головной ударной волны модифицирует спектры ультра-релятивистских позитронов, ускоренных в области остановки пульсарного ветра. Синхротронная пульсарная туманность с головной ударной волной от ближайшего миллисекундного пульсара PSR J0437–4715 наблюдена в оптическом, УФ и рентгеновском диапазоне на Hubble Space Telescope и Chandra X-ray Observatory, что позволило оценить абсолютные потоки позитронов в диапазоне энергий ГэВ-ТэВ, покидающих туманность. Рассчитаны потоки и спектры энергий позитронов и электронов, ускоренных в туманности PSR J0437–4715 с учетом их распространения в местной межзвездной среде к орбите Земли. Показано, что спектры релятивистских лептонов, наблюдаемые детекторами PAMELA, AMS-02, H.E.S.S., VERITAS, Fermi, CALET и DAMP и избытки отношения позитронов к электронам можно полностью объяснить вкладом от PSR J0437–4715, без привлечения распадов частиц темной материи.

Авторы: A.M.Bykov, A.E.Petrov, A.M.Krassilchtchikov, K.P.Levenfish, S.M.Osipov

Публикации:
1. Bykov, A. M.; Petrov, A. E.; Krassilchtchikov, A. M.; Levenfish, K. P.; Osipov, S. M.; Pavlov, G. G. GeV-TeV Cosmic-Ray Leptons in the Solar System from the Bow Shock Wind Nebula of the Nearest Millisecond Pulsar J0437-4715 // The Astrophysical Journal Letters, Volume 876, Issue 1, article id. L8, 6 pp. (2019).

Секция № 9. Астрометрия и прикладная астрономия.

1. «Оценка научных перспектив проекта радиоинтерферометра на базе Земля-Луна».

Аннотация:

Дано научное обоснование проекта автономной, дистанционно управляемой радиообсерватории, располагаемой на поверхности Луны. Работая совместно с существующими радиотелескопами на Земле в режиме радиоинтерферометрии со сверхдлинной базой (РСДБ), лунная обсерватория сформирует интерферометр с длиной базы до 410000 км. Произведено численное моделирование РСДБ-наблюдений на базе Земля-Луна, совместно со станциями международной РСДБ сети. Показано, что такие наблюдения позволят значительно повысить точность определения параметров орбитального движения и углов либрации Луны, координат радиоисточников и релятивистских параметров.

Авторы: С.Л. Курдубов, Д.А. Павлов, С.М. Миронова (ИПА РАН), С.А. Каплев (АО ЦНИИмаш)

Публикации:
1. Sergei L Kurdubov, Dmitry A Pavlov, Svetlana M Mironova, Sergey A Kaplev. Earth–Moon very-long-baseline interferometry project: modelling of the scientific outcome // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 486, Issue 1, June 2019, Pages 815–822, https://doi.org/10.1093/mnras/stz827

Секция № 10. Оптические телескопы и методы.

1. «Многощелевая спектроскопия скоплений галактик на телескопе РТТ-150 К(П)ФУ, ИКИ РАН и Гос.обсерватория ТЮБИТАК (Турция)».

Аннотация:

На 1.5-метровом Российско-Турецком телескопе (РТТ-150) освоена методика многощелевой спектроскопии скоплений галактик в рамках программы определения красных смещений скоплений, обнаруженных спутником ПЛАНК на основе эффекта Сюняева-Зельдовича. Методика многощелевой спектроскопии протестирована на примере скопления Планка cl0301.6+0156, расположенного на красном смещении 0.17057+/- 0.0004 ( по измерениям на РТТ-150). Показано, что при помощи спектрометра TFOSC с использованием многообъектных масок в одном наблюдении можно измерять красные смещения галактик со звездными величинами r = 20 mag, число которых в поле зрения спектрометра может составлять до нескольких десятков в зависимости от богатства скопления и расстояния до скопления. Такие измерения могут потребоваться для получения высокоточных красных смещений скоплений, необходимых для решения космологических задач, а также для оценок их масс динамическим способом.

Авторы: И.Ф. Бикмаев, Р.А. Буренин, М.В. Глушков, А.Р. Ляпин, С.С.Мельников, И.М. Хамитов

Публикации:
1. И.М. Хамитов, И.Ф. Бикмаев, Р.А. Буренин, М.В. Глушков, С.С. Мельников, А.Р. Ляпин. Измерения красных смещений галактик в скоплениях методом многощелевой спектроскопии на 1.5-м телескопе РТТ-150 // Письма в Астрономический Журнал, Том 46, №1, 2020.

Секция № 12. Внеатмосферная астрономия.

1. «Запуск рентгеновской обсерватории «Спектр-РГ» и первые результаты». Р.А. Сюняев, научный руководитель проекта «Спектр-РГ», от имени коллектива

13 июля 2019 года состоялся успешный запуск с космодрома Байконур ракеты-носителя «Протон-М» с разгонным блоком «ДМ-03» и российской астрофизической обсерваторией «Спектр-РГ». Аппарат создан в НПО им. Лавочкина. В состав обсерватории входят два рентгеновских телескопа: eROSITA (Германия) и ART-XC (Россия). ART-XC – первый рентгеновский телескоп косого падения, разработанный и произведенный в России. Он создан в ИКИ РАН и РФЯЦ ВНИИЭФ (г. Саров) при участии Центра космических полетов им. Маршалла (США). Научный руководитель телескопа ART-XC – Михаил Павлинский (ИКИ РАН). В фокальной плоскости телескопа установлены уникальные рентгеновские детекторы на основе теллурида кадмия, разработанные в ИКИ РАН в лаборатории Василия Левина.

21 октября 2019 года аппарат завершил перелет в окрестность точки либрации L2 системы Солнце-Земля, а 8-го декабря 2019 года обсерватория начала выполнение своей главной задачи – проведение четырехлетнего обзора всего неба в рентгеновских лучах, чувствительность которого должна а десятки раз превзойти существующие обзоры.

В течение первых четырех месяцев после запуска телескопы обсерватории «Спектр-РГ» про- водили тестовые наблюдения астрофизических объектов на небе, которые подтвердили высо- чайшие заявленные характеристики приборов.

Ожидается, что в результате уникального обзора всего неба будет обнаружено порядка ста тысяч массивных скоплений галактик, несколько миллионов сверхмассивных черных дыр в ядрах галактик, сотни тысяч звезд с активными коронами и много других интересных объектов, в том числе неизвестной природы, а также детально исследованы свойства горячей межзвездной и межгалактической плазмы.

Секция № 13. Базы данных и информационное обеспечение.

1. «Сверхтонкое расщепление спектральных линий в базе данных VALD».

Аннотация:

Наиболее востребованная в мире база данных атомных параметров спектральных линий VALD дополнена новой важной функциональностью – возможностью учета эффекта сверхтонкого расщепления, необходимого для анализа профилей линий в спектрах высокого разрешения. Для этого нами создана вспомогательная SQL база данных с постоянными сверхтонкой структуры для 58 изотопов 30 нейтральных и однократно ионизованных атомов. Проведен анализ полноты собранных данных и новых возможностей при исследовании звезд различных спектральных классов. База данных позволяет учитывать расщепление до 60% линий в ультрафиолетовом (λ ≥ 1000 Å), и до 100% – в видимом и инфракрасном диапазонах (λ ≤ 25000 Å) для звезд спектральных классов A–M.




Рисунок. Распределение количества спектральных линий с расчетной глубиной более 0.3 относительно континуума по данным VALD в спектрах звезд различных классов. Серым цветом отмечены данные для нейтральных и однократно ионизованных атомов элементов с ненулевым магнитным моментом ядра, черным - данные, для которых в VALD есть постоянные сверхтонкого расщепления..

Авторы: Ю.В. Пахомов, Т.А. Рябчикова (Институт астрономии РАН)

Публикации:
1. Пахомов Ю.В., Рябчикова Т.А., Пискунов Н.Е. Сверхтонкое расщепление в базе данных атомных параметров линий VALD // Астрономический Журнал, 2019, том 96, №12, стр. 984–995.

Секция № 14. Астрономическое образование, пропаганда и популяризация астрономии.

1. «Школьный учебник "Астрономия 10–11"».

Авторы: А.В. Засов, В.Г. Сурдин

Публикации:
1. А.В. Засов, В.Г. Сурдин. Школьный учебник «Астрономия 10-11». М.: Бином, Лаборатория знаний. 2019. 304 с. ISBN 978-5-9963-4490-1

Секция № 15. Планетные исследования.

1. «Очертания рельефа в поле зонального ветра Венеры на верхней границе облаков».

Аннотация:

Важнейшей особенностью глобальной динамики атмосферы Венеры является ее ретроградная зональная суперротация (движение атмосферных масс в направлении, противоположном обращению Венеры вокруг Солнца). При этом скорость ветра растет от 1.5 м/с у поверхности до 100 м/с на верхней границе облачного слоя (высота 50-70 км). Контрасты облачного слоя в УФ и ближнем ИК диапазонах позволяют по перемещению облачных деталей на изображениях измерять скорости горизонтального ветра, соответствующие высоте 70±2 км (УФ) или 49–57 км (ближний ИК).

Обработка массива изображений, полученных камерой VMC/Venus Express (ESA) в 2006–2013 гг позволили обнаружить новое явление: влияние рельефа подстилающей поверхности на динамику облачного слоя. Была выявлена обширная область торможения зонального потока над горными массивами Земли Афродиты (максимальная высота 4,7 км, широта 10°S). Уменьшение зональной скорости ветра на верхней кромке облаков составляет до 15 м/с, при этом очертания области замедления, или сжатия, повторяют контуры рельефа подстилающей поверхности (см. Рисунок). За «препятствием» возникает область разрежения, что подтверждается притоком вещества из нижележащих слоев, в частности, увеличением содержания водяного пара. В среднем и нижнем облачном слое скорость суперротации меньше (~70 м/с), но эффект замедления выражен достаточно сильно (~10 м/с).

Причиной наблюдаемого явления, вероятно, являются атмосферные гравитационные волны, создаваемые горизонтальным потоком, набегающим на горные массивы. Впервые наблюдается баротропная стоячая волна. Условия прохождения волн, по-видимому, зависят от местного времени. Наилучшие условия возникают солнечной области (в полдень) вблизи экватора условия, при которых генерируемые вблизи поверхности волны достигают верхнего облачного слоя, сохраняя очертания рельефа поверхности. После полудня область торможения смещается в направлении суперротации, деформируется и постепенно размывается.

Обнаруженный эффект важен для понимания динамики венерианской атмосферы.




Рисунок. На верхней панели показана топографическая карта, составленная по данным КА Магеллан; на нижних 5 панелях приведены карты скорости зонального ветра на верхней границе облаков, полученные с интервалом 1 час местного времени (направление зональной суперротации справа налево).

Авторы: Засова Л.В., Игнатьев Н.И., Пацаева М.В., Родин А.В., Титов Д.В., Турин А.В., Федорова А.А., Хатунцев И.В.

Публикации:
1. M. V. Patsaeva, I. V. Khatuntsev, L.V. Zasova, A. Hauchecorne, D. V. Titov, J.-L. Bertaux (2019). Solar-Related Variations of the Cloud Top Circulation Above Aphrodite Terra From VMC/Venus Express Wind Fields. Journal of Geophysical Research: Planets, 124, 1864–1879. https://doi.org/10.1029/2018JE005620
2. Khatuntsev, I.V., Patsaeva, M.V., Titov, D.V., Ignatiev, N.I., Turin, A.V., Fedorova, A.A. and Markiewicz, W.J. (2017). Winds in the Middle Cloud Deck From the Near-IR Imaging by the Venus Monitoring Camera Onboard Venus Express. Journal of Geophysical Research (Planets), 122: 2312-2327.
3. Bertaux, J.-L., Khatuntsev, I.V., Hauchecorne, A., Markiewicz, W.J., Marcq, E., Lebonnois, S., Patsaeva, M., Turin, A. and Fedorova, A. (2016). Influence of Venus topography on the zonal wind and UV albedo at cloud top level: The role of stationary gravity waves. Journal of Geophysical Research (Planets), 121: 1087-1101.
4. Patsaeva, M.V., Khatuntsev, I.V., Patsaev, D.V., Titov, D.V., Ignatiev, N.I., Markiewicz, W.J. and Rodin, A.V. (2015). The relationship between mesoscale circulation and cloud morphology at the upper cloud level of Venus from VMC/Venus Express. Planetary and Space Science, 113: 100-108.

Секция № 16. Экзопланеты.

1. «Возможные типы магнитосфер горячих юпитеров».

Аннотация:

Показано, что в процессе обтекания звездным ветром атмосферы горячего юпитера важную роль играет магнитное поле ветра. Это обусловлено тем, что практически все горячие юпитеры располагаются в суб-альфвеновской зоне звездного ветра, где скорость ветра меньше его альфвеновской скорости (см. Рисунок). Скорость обтекания, учитывающая скорость орбитального движения планеты, при этом оказывается близкой к альфвеновской скорости. Это означает, что обтекание может происходить как в суб-альфвеновском режиме, так и в сверх-альфвеновском. В первом случае в структуре магнитосферы будет отсутствовать головная ударная волна. Такие горячие юпитеры должны иметь безударные наведенные (индуцированные) магнитосферы, аналогов которых в Солнечной системе, по-видимому, нет. Во втором случае магнитосфера горячего юпитера будет содержать все основные элементы, присутствующие в магнитосферах планет Солнечной системы.




Рисунок. Распределение горячих юпитеров в плоскости переменных магнитное давление (Pmag) – динамическое давление (Pdyn). На первой диаграмме динамическое давление учитывает только скорость ветра, на второй диаграмме учтены орбитальные скорости планет. Параметры планет взяты из базы данных сайта www.exoplanet.eu. Использованы данные для 210 горячих юпитеров. Положениям планет отвечают центры кружков. Размеры кружков в логарифмическом масштабе соответствуют массам планет. Сплошная линия показывает положение альфвеновской точки. Буквами обозначены: «A» - сверх-альфвеновская зона, «B» - суб-альфвеновская зона.

Авторы: Жилкин А.Г., Бисикало Д.В. (Институт астрономии РАН)

Публикации:
1. Жилкин А.Г., Бисикало Д.В. О возможных типах магнитосфер горячих юпитеров // Астрономический журнал, 2019, т. 96, №7, с. 547-562.

Секция № 17. Небесная механика.

1. «Механизмы образования вытянутых форм астероидов и комет».

Аннотация:

Авторами показано, что сублимация льда с поверхности ядра кометы приводит к значительным изменениям ее формы. Из моделирования следует, что в зависимости от эволюции вращения кометного ядра через некоторое время сферические кометы приобретают различные наблюдаемые формы, в том числе и гантелеобразные. Форма первого обнаруженного межзвездного астероида ‘Oumuamua является сильно вытянутой, что не наблюдается среди астероидов Солнечной системы. Предложен механизм вытягивания формы небольших межзвездных астероидов и комет путем эрозии космической пыли. Показано, что астероиду ‘Oumuamua требуется от 200 млн до 2 млрд. лет блуждания по Галактическому диску для превращения из ординарного астероида в сильно вытянутый, что согласуется с исследованиями других авторов.

Авторы: Вавилов Д.Е., Медведев Ю.Д. (ИПА РАН)

Публикации:
1. Vavilov D.E., Medvedev Yu.D. Dust bombardment can explain the extremely elongated shape of 1I/'Oumuamua and the lack of interstellar objects // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters, V. 484, L75-L78. 2019.
2. Vavilov D.E., Medvedev Yu.D., Eggl S., Zatitskiy P.B “Shape evolution of cometary nuclei via anisotropic mass loss.” Astronomy and Astrophysics: Letters, V. 622, L5. 2019.