Poleznyi obzor-lekciya po metodam statisticheskogo opisaniya sistem tipa skopleiya chastic, svyazannyh vzaimnym tyagoteniem. Privodyatsya formuly i dlya sluchaya rasshiryayushegosya prostranstva.

Galaktiki priobretayut uglovoi moment za schet prilivnyh vozdeistvii v processe formirovaniya krupnomasshtabnoi struktury. Razumeetsya, parametry vrasheniya okazyvayut skorrelirovany s drugimi parametrami galaktik i okruzhayushih ih struktur. Vse eto tak ili inache mozhet proyavlyat'sya v nablyudeniyah (v chastnosti, v dannyh po linzirovaniyu). Vsemu etomu i posvyashen dannyi obzor. Napisano otnyud' ne prosto.

Avtory chislenno issleduyut dinamicheskuyu ustoichivost' Solnechnoi sistemy na bol'shih vremenah (milliardy let). Nikakoi neustoichivosti ne naideno (zamechu, chto issledovat' vremena bolee, skazhem, pyati milliardov let neskol'ko bessmyslenno, prosto potomu, chto Solnce evolyucioniruet). Odnako eto eshe ne konec istorii. Neskol'ko let nazad Zhak Laskar pokazal, chto planetnye orbity vse-taki mogut byt' neustoichivy (ili, esli ugodno, chto obychnye metody rascheta upuskayut nekotorye vozmozhnosti razvitiya sobytii). Poskol'ku sistema imeet harakteristiki haoticheskoi sistemy, to slabye vozmusheniya mogut privodit' k bol'shim posledstviyam (effekt babochki). Laskar "rukami" vnosil slabye vozmusheniya v zemnuyu orbitu (Zemlya smeshalas' na 150 metrov v tu ili inuyu storonu), a zatem otbiral scenarii razvitiya sobytii, v kotoryh ekscentrisitet Merkuriya vozrastal. Posle shaga integrirovaniya v polmilliarda let v sistemu snova vnosilis' slabye vozmusheniya, i snova otbiralis' scenarii, gde orbita Merkuriya vse bol'she vytyagivalas'. V itoge za 6 milliardov let ekscentrisitet Merkuriya vyros do 0.5. T.e., est' malen'kaya veroyatnost' togo, chto orbity vse-taki budut sil'no drugimi spustya neskol'ko milliardov let (dlya Merkuriya Laskar poluchil ocenku veroyatnosti togo, chto ekscentrisitet vyrastet do 0.6 za 5 milliardov let, poryadka 1 procenta).

Avtory primenili laskarovskuyu tehniku i pokazali, chto orbity planet zemnoi gruppy mogut okazyvat'sya neustoichivymi na vremenah poryadka milliarda let. A vot v mire gigantov vse spokoino. Avtory ne uchityvali effekty OTO (Laskar uchityval). Oni obsuzhdayut, naskol'ko eto vazhno v dannoi zadache.

Zamechatel'nyi obzor po svoistvam zvezd v plotnyh skopleniyah. Vse eti dannye neobhodimy dlya zadaniya nachal'nyh uslovii pri modelirovanii dinamiki skoplenii - otsyuda i vtoraya chast' zagolovka.

Galaktiki priobretayut uglovoi moment za schet prilivnyh vozdeistvii v processe formirovaniya krupnomasshtabnoi struktury. Razumeetsya, parametry vrasheniya okazyvayut skorrelirovany s drugimi parametrami galaktik i okruzhayushih ih struktur. Vse eto tak ili inache mozhet proyavlyat'sya v nablyudeniyah (v chastnosti, v dannyh po linzirovaniyu). Vsemu etomu i posvyashen dannyi obzor. Napisano otnyud' ne prosto.

Sobstvenno, stat'yu chitatelyam pridetsya skachivat' s saita avtora.

Bol'shoi tekst, predstavlyayushii soboi lekcii po "otdel'nym glavam Galakticheskoi dinamiki".

Ya propustil etu stat'yu, chitaya astro-ph, no, k schast'yu, ona poyavilas' v novostyah. Rabota v samom dele vazhnaya i interesnaya.

V nachale ob avtorah, chtoby ne bylo somnenii. Tochnee o pervom avtore. Po suti, eto chelovek, otkryvshii anomaliyu Pionerov. On rukovodil nebesno-mehanicheskimi raschetami v ryade proektov NASA, naprimer, Galileo. Tak chto vopros o kompetencii ne voznikaet.

Dalee. Avtory opisyvayut interesnyi nablyudatel'nyi effekt. Svyazan on s tem, chto pri gravitacionnyh manevrah, prizvannyh uvelichit' (v sluchae poletov k vneshnim planetami t.p.) ili umen'shit' (v sluchae poleta k vnutrennim planetam i drugim telam, dlya dostizheniya kotoryh nado "pritormozit'") kineticheskuyu energiyu apparata. Sam effekt horosho izvesten, on ispol'zovalsya dlya razgona Pionerov 10 i 11 i Voyadzherov, Galileo i drugih apparatov. Odnako, ne vse tak prosto. Konechno, my znachem, chto sputniki letyat kuda na do i t.p. Tem ne menee, est' ochen' malen'kii, no interesnyi effekt. Pri prolete planety apparaty poluchayut nebol'shuyu dopolnitel'nuyu energii v sravnenii s raschetnoi. Poslednee zamechanie chrezvychaino vazhno. Ne nado srazu kidat'sya delat' vyvody o tom, chto n'yutonovskaya gravitaciya dazhe blizko ne verna, i chto obnaruzhennyi effekt potryasaet vse osnovy. Vse-taki, vyvod sostoit lish' v tom, chto model', v ramkah kotoroi provodyatsya raschety, chto-to ne uchityvaet.

Sushestvenno, chto effekt est' dazhe dlya manervov apparatov okolo Zemli, prichem dazhe v sisteme koordinat, svyazannoi s Zemlei!

Avtory vidyat vozmozhnuyu svyaz' effekta s anomaliei v dvizhenii Pionerov (napomnyu, chto rech' idet o nalichii dopolnitel'nogo uskoreniya, napravlennogo primerno k Solncu). Delo v tom, chto anomaliya v dvizhenii Pionera-11 poyavilas' posle gravitacionnogo manevra okolo Saturna.

Povtoryus', chto effekt dostatochno mal, i veroyatno svyazan s nedouchetom chego-to v modeli. T.e. govorit' o "potryasanii svyashennyh korov" rano. Tem ne menee vidno, chto dazhe v horosho izvestnyh oblastyah (a nebesnaya mehanika k nim bezuslovno otnositsya) mozhno obnaruzhivat' ochen' interesnye effekty!

Dobavlyu, chto dannye o forme galo vazhny, kak eto ne stranno, i dlya fiziki elementarnyh chastic. Delo v tom, chto ryad avtorov pytaetsya ob'yasnit' izbytok gamma-luchei, nablyudavshiisya priborom EGRET, kak izluchenie temnoi materii v galo nashei galaktiki. Izluchenie voznikaet blagodarya raspadu chastic temnoi materii. Novye dannye o forme galo dolzhny pomoch' utochnit' modeli gamma-izlucheniya. T.o., vozmozhno, mozhno budet poluchit' dannye o supersimmetrii ne iz uskoritel'nyh eksperimentov, a iz astrofizicheskih dannyh.

Horoshee opisanie dinamicheskogo treniya v zvezdnyh sistemah. Neponyatno, pochemu avtory polozhili stat'yu v etu chast' Arhiva, a ne v astro-ph.

Napomnyu, chto yavlenie dinamicheskogo treniya harakternoi dlya sistem mnogih tel. Skazhem zvezda, dvigayas' sredi drugih zvezd, budet ispytyvat' silu, napravlennuyu protiv dvizheniya. Proishozhdenie sily chisto gravitacionnoe. Svyazano ono s tem, chto sama zvezda sozdaet svoei gravitaciei szadi sebya sgushenie. Pohozhee yavlenie budet voznikat' pri dvizhenii lyuboi tyazheloi chasticy v szhimaemoi srede. Vpervye dannyi fenomen byl rassmotren Chandrasekarom. Polagayu, chto stat'ya budet interesna mnogim. Ee mozhno i polezno razbirat' v kachestve primera na seminarah po mehanike ili dazhe s razumnymi devyatiklassnikami.

Obshirnaya enciklopedicheskaya stat'ya, posvyashennaya metodu mnogih tel v gravitacii.

Vse znayut, chto uzhe zadacha treh tel v obshem vide ne imeet polnogo analiticheskogo resheniya. Odnako v astronomii splosh' i ryadom vstrechayutsya situacii vzaimodeistviya mnozhestva ob'ektov. Dlya resheniya takih zadach byli razrabotany kak chislennye, tak i priblizhennye analiticheskie metody. Obo vsem etom - v stat'e.

Avtor issledoval ustoichivost' malomassivnyh zvezdnyh skoplenii vokrug tyazhelyh central'nyh ob'ektov. Primerom takih sistem yavlyaetsya zvezdnoe skoplenie vokrug central'noi chernoi dyry nashei Galaktiki i kometnoe oblako Oorta vokrug Solnca.

Pri otsutstvii samogravitacii (t.e. kogda dvizhenie zvezd opredelyaetsya tol'ko central'nym ob'ektom) ustoichivost' takih sistem zavisit ot funkcii ih raspredeleniya F po uglovomu momentu J: esli pri fiksirovannoi energii

Tesnye prolety i lobovye stolknoveniya zvezd v plotnyh skopleniyah (sharovyh i skopleniyah vblizi centrov galaktik) privodyat k obrazovaniyu ochen' massivnyh zvezd, kotorye, posle bystroi termoyadernoi evolyucii, porozhdayut chernye dyry. Ob'ekty, obrazovavshiesya v rezul'tate sliyanii, obychno imeyut vysokuyu prostranstvennuyu skorost' ("ubegayushie zvezdy"). Vazhnye detali dannyh processov byli provereny metodom N-tel.

V nebol'shih skopleniyah chislo slivayushihsya ob'ektov ogranichivaetsya prosto kolichestvom massivnyh zvezd, v bol'shih skopleniyah - chislom massivnyh zvezd v ih yadrah.

Mnogie klassicheskie stat'i, osobenno opublikovannye ne v troike vedushih zhurnalov, dostatochno maloizvestny i malocitiruemy prosto potomu, chto oni ne dostupny v Seti. Priyatno, chto nekotorye iz klassikov vykladyvayut svoi starye raboty v Set', da eshe i pryamo v Arhiv.

Kak yasno iz nazvaniya, v stat'e rassmotrena evolyuciya plotnyh zvezdnyh skoplenii. Za schet vzaimodeistviya zvezd drug s drugom chast' iz nih vybrasyvaetsya iz skopleniya. Ostavshiesya obrazuyut vse bolee i bolee plotnoe skoplenie. V konce koncov skoplenie kollapsiruet.

Eto obzor po dinamike planetnyh sistem v primenenii k ekzoplanetam. Stat'ya dostatochno tehnicheskaya, no vmeste s tem dostupnaya kazhdomu, kto pomnit standartnyi universitetskii (institutskii) kurs po teormehu.

Ot tumannosti Oriona v pochti protivopolozhnyh napravleniyah udalyayutsya dve odinochnye ubegayushie zvezdy AE Aurigae i μ Columbae. Krome togo ot tumannosti so skorost'yu bol'shei 100 km/s letit dvoinaya sistema ι Ori s ekscentrisitetom orbity e=0.8. Vse eti zvezdy vyleteli iz tumannosti primerno 2.5 mln. let nazad. Avtory raboty pytayutsya smodelirovat' dannoe sobytie.

Shema odnogo iz variantov razleta

Ochen' ob'emnaya stat'ya, posvyashennaya chislennomu issledovaniyu ustoichivosti sushestvuyushih planetnyh sistem. Planetnymi sistemami obladayut zvezdy, u kotoryh otkryto uzhe hotya by dve planety. Takih sistem izvestno okolo desyati, avtory proveli modelirovaniya dlya ipsilon And, HD83443, GJ876, HD82943, 47UMa, HD168443 i, konechno, dlya Solnechnoi sistemy.

Modelirovanie zaklyuchalos' v sleduyushem: dlya kazhdoi sistemy 1000 raz provodilos' chislennoe integrirovanie ee dvizheniya na intervale primerno v 1 million let. Parametry sistem bralis' iz nablyudenii i slegka var'irovalis'.

Vyvody avtorov takovy: rezonansnye sistemy (HD82943 and GJ876) imeyut ochen' uzkuyu oblast' ustoichivosti; vzaimodeistvuyushie (no bez rezonansa) sistemy (ipsilon And, 47UMa i Solnechnaya sistema) - gorazdo bolee shirokuyu oblast' stabil'nosti; a shirokie sistemy (takih mnogo, avtory proveli modelirovanie tol'ko dlya HD83443 i HD168443) ustoichivy.

^{(Arhiv Dinamika:} v.2, 2003, v.1, 2002-2003)