Kak rasshiryalas' vselennaya v 2011 godu13.01.2012 16:07 | S. B. Popov/GAISh, Moskva
Proshedshii god ne prines, pozhalui, revolyucionnyh neozhidannyh proryvov v astrofizike. Tem ne menee sputniki letali, teleskopy nablyudali, teoretiki razmyshlyali, a potomu bylo polucheno nemalo interesnyh rezul'tatov. Vydelim tradicionnuyu dvadcatku naibolee interesnyh, na nash vzglyad, syuzhetov. Iz etogo spiska isklyucheno izuchenie planet i malyh tel solnechnoi sistemy. Raboty bralis' tol'ko iz Arhiva preprintov ArXiv.org. V nekotoryh syuzhetah rech' idet o rezul'tatah, opublikovannyh v neskol'kih stat'yah, inogda dazhe raznymi gruppami issledovatelei.
Prezhde chem pereiti k dvadcatke neobhodimo vydelit' samoe glavnoe sobytie v otechestvennoi astrofizike. Im yavlyaetsya zapusk sputnika Spektr-R, kotoryi stal osnovoi dlya kosmicheskogo radiointerferometra Radioastron. Hochetsya verit', chto podvodya nauchnye itogi 2012 goda, my smozhem nazvat' neskol'ko vazhnyh rezul'tatov, poluchennyh s ego pomosh'yu.
Vydelit' odin-dva samyh glavnyh nauchnyh rezul'tata okazalos' slozhno. Poetomu syuzhety uporyadocheny v obratnom hronologicheskom poryadke (ot dekabrya k yanvaryu). No glavnoi tematikoi goda stalo izuchenie ekzoplanet. S nih i nachinaetsya nash spisok.
1. Pryamo pered rozhdestvenskimi kanikulami poyavilas' stat'ya (1112.4550) s odnim iz samyh interesnyh otkrytii goda. Issledovanie planetnoi sistemy Kepler-20 pokazalo, chto dve iz pyati planet imeyut razmery okolo 1 i 0,9 radiusov Zemli. Eto samye kompaktnye iz izvestnyh ekzoplanet. Pravda, oni nahodyatsya blizko ot svoei zvezdy, poetomu o zemnopodobnyh usloviyah na ih poverhnosti rech' ne idet.
Risunok 1 (iz raboty 1112.4550). Zavisimost' massa-radius dlya nebol'shih planet. V levom nizhnem uglu otmecheny novye planety Kepler-20e, Kepler-20f (pokazany trapeciobraznymi oblastyami terrakotovogo i zelenogo cveta), a takzhe Zemlya i Venera. Razlichnye krivye sootvetstvuyut raznomu sostavu planet. Nizhnyaya (fioletovaya) planety iz chistogo zheleza. Verhnyaya (sinyaya) vodyanoi led.
2. Drugoi vazhnyi ekzoplanetnyi rezul'tat, opublikovannyi v dekabre, svyazan s otkrytiem nebol'shoi planety v zone obitaniya u zvezdy tipa Solnca (1112.1640). Ob'ekt poluchil naimenovanie Kepler-22b. Radius planety ocenivaetsya v 2,4 zemnyh. Pro massu poka malo chto izvestno, poetomu govorit' o tom, chto eto kamennaya planeta rano. Tem ne menee, eto pervaya nadezhnaya planeta v zone obitaniya u solncepodobnoi zvezdy, i eto yavno ne yupiter.
V etot zhe syuzhet vklyuchim otkrytie malomassivnoi planety na granice zony obitaniya (1108.3447). Etot rezul'tat poluchen s pomosh'yu nazemnyh nablyudenii s pomosh'yu instrumenta HARPS. Metodika otlichaetsya ot nablyudenii sputnikov Kepler i CoRoT. Na HARPS izmeryaetsya kak raz massa. I v dannom sluchae nizhnii predel na massu sostavlyaet 3,6 zemnyh. Takim obrazom, eto mozhet byt' t.n. sverhzemlya.
3. Obnaruzhenie ob'ektov s ekstremal'nymi parametrami chasto interesno samo po sebe. No inogda eto vazhno eshe i potomu, chto stavit novye voprosy pered teoriyami formirovaniya i evolyucii takih tel. K takomu tipu otkrytii otnositsya obnaruzhenie dvuh rekordno sverhmassivnyh chernyh dyr s massami okolo 10 milliardov mass Solnca (1112.1078). Eti chernye dyry zametno massivnee, chem predskazyvaet izvestnaya korrelyaciya mezhdu parametrami galaktiki i massoi central'nogo kompaktnogo ob'ekta.
4. Izuchaya spektry dalekih kvazarov, avtory (1111.2334) obnaruzhili na krasnom smeshenii z>3 dva mezhgalakticheskih oblaka s ochen' nizkim soderzhaniem elementov tyazhelee vodoroda. T.n. metallichnost' okazalas' kak minimum v 10 000 raz men'she solnechnoi. Analiz linii deiteriya pokazal prekrasnoe soglasie so standartnoi model'yu Bol'shogo vzryva. Otkrytie takih oblakov s vozrastom, sootvetstvuyushim dvum milliardam let posle nachala rasshireniya, govorit o tom, chto zvezdy, podobnye samym pervym (t.n. naselenie III) mogli obrazovyvat'sya ne tol'ko v ochen' molodoi vselennoi, no i v podobnyh oblakah, gde chast' veshestva byla ploho peremeshana, zvezdoobrazovanie ne shlo, a potomu sohranilsya pervichnyi himicheskii sostav mezhzvezdnoi sredy.
Risunok 2 (iz raboty 1112.1078). Korrelyaciya massy chernoi dyry s dispersiei skorostei zvezd galaktiki (sleva) i svetimost'yu sfericheskoi sostavlyayushei galaktiki (baldzha) v opticheskom diapazone (sprava). Vidno, chto dve nedavno izmerennye massy (samye verhnie tochki) otklonyayutsya ot korrelyacii v storonu bol'shih mass, osobenno na levoi paneli risunka.
5. V avguste 2011 g. v blizkoi izvestnoi galaktike M101 byla otkryta sverhnovaya. Prichem okazalos', chto ona otnositsya k tipu Ia. Da eshe vdobavok ee udalos' uvidet' na rannei stadii razvitiya vspyshki i otnablyudat' vo vseh diapazonah. Poyavilos' neskol'ko rabot, posvyashennyh nablyudeniyam i prirode vzorvavshegosya ob'ekta, naprimer 1110.6201. Po vsei vidimosti, vzorvalsya uglerodno-kislorodnyi belyi karlik, kompan'onom kotorogo v dvoinoi sisteme byla zvezda glavnoi posledovatel'nosti. Eto pozvolit luchshe razobrat'sya v prirode sverhnovyh Ia, vazhnyh i s tochki zreniya kosmologicheskih issledovanii.
6. Obychno v spiski naibolee interesnyh svezhih astrofizicheskih rezul'tatov popadayut dannye nablyudenii. Izredka krupnye komp'yuternye simulyacii. V etot raz my reshili vklyuchit' v spisok odnu chisto teoreticheskuyu rabotu: 1110.3701. Avtory postroili novuyu teoriyu sfericheskoi akkrecii veshestva na neitronnye zvezdy v tesnyh dvoinyh sistemah. Predlozhennaya model' pozvolyaet razreshit' srazu neskol'ko protivorechii, kotorye muchayut astrofizikov, izuchayushih podobnye sistemy.
7. Potok t.n. pep-neitrino (voznikayushih v cepochke proton-protonnogo cikla termoyadernyh reakcii v Solnce) rasschityvaetsya naibolee tochno. Poetomu chrezvychaino vazhno ego izmerit'. Sdelat' eto udalos' tol'ko v 2011 g. na ustanovke Borexino (1110.3230). S uchetom naibolee populyarnyh predpolozhenii o neitrinnyh oscillyaciyah rezul'tat sootvetstvuet Standartnoi modeli Solnca.
8. Gorazdo menee opredelennaya situaciya imeet mesto s laboratornymi poiskami temnogo veshestva. V 2011 g. neskol'ko eksperimentov raportovali o svoih rezul'tatah. Eto, v pervuyu ochered', CRESST-II (1109.0702), XENON100 (1104.2549) i EDELWEISS-II (1103.4070). Pervyi iz upomyanutyh eksperimentov soobshaet o neob'yasnimom signale na nevysokom urovne znachimosti. Vtoroi i tretii dayut tol'ko verhnie predely. Teoretiki predprinimayut popytki razom ob'yasnit' vse eti dannye, plyus starye dannye s ustanovki DAMA i rezul'taty (otricatel'nye) po poisku annigilyacionnogo signala v gamma-diapazone ot blizkih galaktik.
9. Avtory raboty 1109.6571 primenili original'nuyu metodiku dlya proverki teorii gravitacii. Oni ispol'zovali nablyudeniya okolo 100 000 galaktik v 8000 skopleniyah, chtoby vydelit' effekt gravitacionnogo krasnogo smesheniya. V rezul'tate mozhno sravnit' profili gravitacionnyh potencialov skopleniya, poluchennye po dannym o dvizhenii galaktik i po krasnomu smesheniyu. Dlya raznyh teorii gravitacii rezul'taty dolzhny byt' raznymi. Luchshe vsego test prohodit Obshaya teoriya Otnositel'nosti. Huzhe vsego TeVeS (relyativistskii variant Modificirovannoi N'yutonovskoi Dinamiki, yavlyayusheisya al'ternativoi modelyam s temnym veshestvom).
Risunok 3 (iz raboty 1109.6571). Otnoshenie izmerennyh k predskazannym znacheniyam krasnogo smesheniya dlya raznyh ob'ektov na raznyh masshtabah i v sluchae raznyh teoreticheskih modelei. K novym izmereniyam otnositsya gruppa tochek sprava. Vidno, chto dlya sluchaya Obshei Teorii Otnositel'nosti (zapolnennye simvoly) predskazaniya horosho sovpadayut s izmereniyami, a dlya sluchaya f(r)-gravitacii i TeVeS (pustye simvoly) sovpadenie izmerennyh i predskazannyh dannyh ne popadaet v usy oshibok izmereniya.
10. Planety mogut vrashat'sya vokrug zvezd, obrazuyushih dvoinuyu sistemu. Est' dva varianta. Soglasno pervomu, planeta krutitsya po orbite s ochen' malym radiusom vokrug odnoi zvezdy, a vtoraya vrashaetsya po gorazdo bolee shirokoi orbite. Vtoroi bolee interesnyi. V etom sluchae planeta vrashaetsya srazu vokrug dvuh zvezd, tak chto rasstoyanie mezhdu zvezdami namnogo men'she razmera orbity planety. Imenno o takoi situacii rasskazyvaetsya v rabote 1109.3432. Sistema poluchila naimenovanie Kepler-16.
11. Sputnik CoRoT prodolzhaet vydavat' vazhnye otkrytiya. Odnim iz naibolee interesnyh v 2011 g. stalo obnaruzhenie massivnoi planety vysokoi plotnosti (1109.3203). Pri masse bolee 4 yupiterianskih, CoRoT-20b imeet radius men'she, chem u Yupitera, procentov na 15. Eto sootvetstvuet plotnosti vyshe 8 gramm v kubicheskom santimetre. Poyavlenie takih planet ploho ukladyvaetsya v standartnye scenarii.
12. V galaktike NGC 3393 obnaruzheno dve sverhmassivnye chernye dyry na rasstoyanii 130 pk drug ot druga (1109.0483). Sam po sebe etot fakt ne ochen' interesen. Neobychnost' sostoit v tom, chto analiz svoistv samoi galaktiki pokazyvaet, chto eto vryad li moglo byt' rezul'tatom sliyaniya dvuh primerno ravnyh massivnyh galaktik. Znachit, slivalis' dve galaktiki raznoi massy. Ranee pary chernyh dyr, ostavshiesya ot takih sliyanii, ne nablyudalis'.
13. Sputnik Fermi prodolzhaet svoyu rabotu, i v 2011 g. byl opublikovan vtoroi katalog istochnikov, obnaruzhennyh s pomosh'yu instrumenta LAT (1108.1435). V nego voshlo pochti 2000 istochnikov, zaregistrirovannyh za dva goda nablyudenii.
Risunok 4 (s saita sputnika Fermi). Karta neba soglasno vtoromu katalogu sputnika Fermi.
14. Obnaruzhen samyi dalekii kvazar (1106.6088). Krasnoe smeshenie nemnogo prevoshodit 7 i izmereno dostoverno i s vysokoi tochnost'yu. Eto ne rekordno dalekii ob'ekt, no vazhno, chto dannye po svetimosti pozvolyayut poluchit' nizhnii predel na massu chernoi dyry. Dyra bol'shaya (2 109 mass Solnca). Eto stavit voprosy pered modelyami formirovaniya zarodyshei sverhmassivnyh chernyh dyr. Po vsei vidimosti, v dannom sluchae zarodysh ne mog obrazovat'sya iz massivnoi zvezdy pervogo pokoleniya, kak eto obychno predpolagaetsya v standartnyh scenariyah.
15. V astronomii bol'shoi problemoi yavlyaetsya izmerenie rasstoyanii. V 2011 g. udalos' tochno (parallakticheskim metodom) opredelit', kak daleko ot nas nahoditsya samyi izvestnyi kandidat v chernye dyry sistema Lebed' H-1 (1106.3688). Po ocenkam avtorov, ono sostavlyaet 1,8-1,9 kiloparsek. Eto vsego lish' vtoroe tochnoe opredelenie rasstoyaniya do sistemy s chernoi dyroi, i pervoe dlya sistem, v kotoryh vtoraya zvezda yavlyaetsya massivnoi. Krome etogo, blagodarya novym dannym stali izvestny vse harakteristiki, opredelyayushie dvizhenie Lebedya H-1 v Galaktike. Teper' mozhno stroit' sushestvenno bolee tochnye modeli etoi sistemy, chto avtory i prodelali v svoih posleduyushih rabotah.
16. S pomosh'yu Atakamskogo Kosmologicheskogo Teleskopa (s ispol'zovaniem dannyh sputnika WMAP) udalos' pokazat', chto sushestvovanie temnoi energii mozhno dokazat', ispol'zuya lish' dannye po reliktovomu izlucheniyu (1105.0419). Krome togo, novaya informaciya s etogo 6-metrovogo teleskopa, rabotayushego v submillimetrovom diapazone, pozvolila utochnit' dannye po spektru pervichnyh vozmushenii plotnosti vo vselennoi (1105.4887).
17. V marte 2011 g. byl obnaruzhen neobychnyi gamma-vsplesk. On byl ochen' dlinnyi i prishel iz central'noi chasti galaktiki na krasnom smeshenii z=0,35. Vsplesk udalos' otnablyudat' v raznyh diapazonah spektra, o chem i rasskazyvaetsya v stat'e 1104.3356. Srazu zhe poyavilos' neskol'ko modelei. Naibolee realistichnaya sostoit v tom, chto eto sobytie obrazovanie dzheta (t.e. strui) posle prilivnogo razryva zvezdy sverhmassivnoi chernoi dyroi, prichem dzhet okazalsya napravlennym pryamo na nas.
18. Otkryta udivitel'naya sistema (1102.0291). U zvezdy tipa Solnca vrashaetsya shest' planet. Vse oni tranzitnye. Pyat' imeyut orbital'nye periody ot 10 do 47 dnei. Vnutrennie planety otnosyatsya k chislu samyh legkih iz izvestnyh, no ocenki radiusa ukazyvayut na nizkuyu srednyuyu plotnost': u planet est' obolochki iz legkih gazov. Sistema poluchila naimenovanie Kepler-11.
Nel'zya ne upomyanut' seriyu fevral'skih preprintov komandy sputnika Kepler (1102.0541, 1102.0543, 1102.0544, 1102.0547), v kotoroi bylo opisano bolee 1000 novyh planetnyh kandidatov, obnaruzhennyh etim proektom. V techenie goda poyavlyalis' razlichnye stat'i, posvyashennye analizu etih dannyh.
19. Vpervye udalos' nadezhno identificirovat' dalekoe protoskoplenie galaktik (1101.3586). Ono nablyudaetsya na krasnom smeshenii z=5,3. K tomu momentu rasshirenie dlilos' chut' bolee milliarda let. Obnaruzheny ob'ekty, kotorye v budushem sformiruyut gigantskuyu central'nuyu galaktiku skopleniya. Eto vazhnoe podtverzhdeniya standartnogo scenariya evolyucii vselennoi.
Risunok 5 (iz raboty 1101.3586). a) Oblast' vokrug galaktiki s moshnym zvezdoobrazovaniem na krasnom smeshenii z=5.3. Belymi kruzhkami otmecheny kandidaty v galaktiki na z=5.3. Oblast', vydelennaya kvadratom, pokazana na sleduyushem risunke.
b) Central'naya chast' dalekogo protoskopleniya galaktik. Otmecheny ob'ekty, kotorye nahodyatsya na z=5.3.
20. V nachale 2011 g. byli predstavleny pervye rezul'taty raboty sputnika Planck (1101.2022 i eshe 20 statei v Arhive). V konce goda nachali publikovat' promezhutochnye rezul'taty (1112.5595). Opublikovannye dannye poka ne svyazany neposredstvenno s opredeleniem kosmologicheskih parametrov, odnako eto i ne prosto tehnologicheskie dannye: izuchayutsya svoistva nashei Galaktiki, otdel'nye vnegalakticheskie istochniki, vklyuchaya skopleniya galaktik.
Stat'ya opublikovana v gazete "Troickii variant - Nauka" (N95, 17 yanvarya 2012 g.)
|
Publikacii s klyuchevymi slovami:
astronomiya - astrofizika - ekzoplaneta - Kosmologiya
Publikacii so slovami: astronomiya - astrofizika - ekzoplaneta - Kosmologiya | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> | |
