The R.A.P. Project (Reviews of Astro-Ph)
Gravitacionnye volny
(Arhiv Gravitacionnye volny: v.2, 2003,
v.1, 2002-2003)
Authors: Luciano Rezzolla
Comments: 17 pages, CQG, special issue LISA-7
Sliyaniya chernyh dyr - ves'ma aktual'naya tema. Vo-pervyh, v svyazi s tem, chto v kartine ierarhicheskogo formirovaniya galaktik oni proishodyat dostatochno chasto i vazhny dlya ponimaniya galakticheskoi evolyucii. Vo-vtoryh, potomu chto est' nadezhda registrirovat' gravitacionnye volny ot sliyanii. Raschety sliyanii ochen' slozhny i trebuyut mnogo processornogo vremeni. Poetomu est' bol'shaya nuzhda v analiticheskih priblizheniyah. Im-to v osnovnom i posvyashen obzor. Stat'ya na udivlenie dostupno napisana, poetomu sovetuyu ee prosmotret'.
Authors: LIGO Scientific Collaboration
Comments: 6 pages, 1 figre
Avtory privodyat ocherednye verhnie predely, kotorye stanovyatsya vse interesnee i interesnee. Na etot raz rech' idet o poiske po vsemu nebu periodicheskogo signala po dannym LIGO na chastotah 50-1100 Gc. Dlya neitronnyh zvezd s ekvatorial'noi elliptichnost'yu vyshe odnoi millionnoi eto daet predel na rasstoyanie 500 pk. T.e., vplot' do etogo rasstoyaniya net bystrovrashayushihsya neitronnyh zvezd s takim szhatiem.
Authors: Christian D. Ott
Comments: Topical Review, submitted to CQG. 49 pages, 13 figures
Bol'shoi obzor po ozhidaemym gravitacionno-volnovym signalam ot sverhnovyh, svyazannyh so vzryvami massivnyh zvezd.
Authors: M. J. Valtonen et al.
Comments: 14 pages, 3 figures, published in Nature
Lyubopytnyi rezul'tat. V kvazare OJ287 nablyudayutsya periodicheskie vspyshki s periodom 12 let (dve vspyshki za period). Schitaetsya, chto eto svyazano s sushestvovaniem tam dvoinoi chernoi dyry. Yasno, chto, vrashayas' drug vokrug druga, chernye dyry, soglasno OTO, dolzhny izluchat' gravvolny i sblizhat'sya. Poslednyuyu vspyshku (sentyabr' 2007) udalos' predskazat' s tochnost'yu do dnya. Esli by ne bylo gravvoln, to vspyshka proizoshla by na 20 dnei pozzhe.
Model' dlya takogo povedeniya kvazara dvoe iz avtorov obsuzhdaemoi stat'i predlozhili eshe v 1996 godu. Odna iz chernyh dyr dva raza za period peresekaet akkrecionnyi disk vokrug vtoroi, chto i privodit k vspyshkam. Otmechu, chto vse-taki eto lish' odno iz vozmozhnyh ob'yasnenii.
Sam istochnik byl izvesten kak peremennaya zvezda eshe v 19 veke, v 1968 g. on byl identificirovan kak kvazar, tak chto statistika po nablyudeniyam ego vspyshek nabralas' uzhe poryadochnaya. No lish' v proshlom godu dannyh okazalos' dostatochno, chtoby popytat'sya s tochnost'yu do neskol'kih dnei predskazat' sleduyushuyu vspyshku (skazhem, v 1996 godu avtory eshe ne mogli eto sdelat').
Obsudit' v ZhZh-soobshestve
ru_astroph.
Obsudit' na Astroforume v
Nauchnoi panorame.
Authors: Kostas D. Kokkotas
Comments: 22 pages, 2 figures
Horoshii obzor, ohvatyvayushii vse osnovnye voprosy, svyazannye s gravitacionno-volnovoi astronomiei, krome teh, chto svyazany s konkretnymi ustanovkami. Rassmotreny osnovy fiziki gravvoln, istochniki, principy registracii.
Authors: A. T. Deller, J.P.W. Verbiest, S.J. Tingay, M. Bailes
Comments: 11 pages, 1 Figure, submitted to ApJL
Avtory rasskazyvayut o tochnom opredelenii (tochnost' okolo 1%) parallaksa do samogo blizkogo (156 pk) millisekundnogo dvoinogo pul'sara i o tom, chto iz etogo mozhno izvlech'. A izvlech' mozhno nemalo, t.k. dlya takih ob'ektov est' nezavisimye metody opredeleniya rasstoyaniya. Eti nezavisimye metody osnovany na nekotoryh predpolozheniyah, kotorye mozhno proveryat', ispol'zuya tochnyi trigonometricheskii parallaks. Sredi etih prepolozhenii vo-pervyh nado otmetit' postoyanstvo postoyannoi tyagoteniya (n'yutonovoi). I avtory privodyat samyi zhestkii predel na ee proizvodnuyu. Vo-vtoryh, eto neizvestnye massivnye planety na zadvorkah solnechnoi sistemy. I v tret'ih, gravitacionno-volnovoi shum.
Podrobnee ob izmerenii parallaksov pul'sarov s pomosh'yu VLBI sm. arxiv:0808.1598. V chastnosti, tam rasskazyvaetsya ob izmereniyah s submilliarksekundnoi tochnost'yu (tochno opredeleno rasstoyanie do pul'sara na ~2.5 kpc ot nas).
Authors: Stanislav Babak, Mark Hannam, Sascha Husa, Bernard Schutz
Comments: 4 pages, 1 figure
Kosmicheskii lazernyi interferometr LISA budet registrirovat' sliyaniya sverhmassivnyh chernyh dyr. Sprashivaetsya, mozhem li my dostatochno tochno opredelit', v kakoi galaktike proizoshlo sliyanie? Avtory pokazyvayut, chto s uchetom togo, chto my mozhem rasschitat', kak dolzhen vyglyadet' signal (i ot samogo sliyaniya i t.n. "zvon" posle nego), polozhenie mozhno budet opredelyat' dostatochno tochno. Dlya poloviny sistem na z=1 polozhenie budet opredelyat'sya s tochnost'yu 3 uglovye minuty, a dlya 20 procentov - odna uglovaya minuta.
Authors: The LIGO Scientific Collaboration: B. Abbott, et al
Comments: 6 pages, 1 figure
Po rezul'tatam neskol'kih mesyacev nablyudenii komanda LIGO smogla postavit' pryamoi (t.e. poluchennyi po dannym gravvolnovogo detektora) predel na gravizluchenie ot pul'sara v Krabe. I predel etot luchshe kosvennogo predela, poluchennogo po detal'nomu taimingu pul'sara.
S odnoi storony, rezul'tat nulevoi. S drugoi - LIGO eshe raz pokazyvaet, chto predely, ustanavlivaemye etim eksperimentom, luchshe kosvennyh.
Authors: K. Yamamoto et al.
Comments: 8 pages, 9 figures, Amaldi7 proceedings, J. Phys.: Conf. Ser.
CLIO - Cryogenic Laser Interferometer Observatory. Eto prototip yaponskogo proekta LCGT (Large-scale Cryogenic Gravitational Telescope). On nahoditsya v shahte Kamioka, gde budet stroit'sya i LGCT.
CLIO - nebol'shoi proekt, dlina plecha vsego lish' 100 metrov. Sootvetstvenno, ego zadachi ne nauchnye, a tehnicheskie. Poka prototip uspeshno otrabotal pri komnatnoi temperature, a pri rabote v rezhime s ohlazhdeniem vyyavilis' problemy. Obo vsem etom i blizhaishih planah - v stat'e.
Authors: Laura Blecha, Abraham Loeb
Comments: 15 pages, 15 figures
Pri sliyanii chernyh dyr, poluchayushiisya ob'ekt priobretaet lineinyi impul's. Eto nazyvayut gravitacionno-volnovoi raketoi. V poslednie gody effekt nachali uchityvat' v modelyah ierarhicheskogo skuchivaniya galaktik. Avtorov interesuet povedenie uzhe sverhmassivnyh chernyh dyr, to, kak oni budut dvigat'sya, akkrecirovat' i tp. s uchetom togo, chto v rezul'tate sliyanii oni poluchayut dostatochno vysokie (sotni km v sek) skorosti.
Pri skorosti otdachi 100 km/s chernaya dyra osyadet obratno v centr galaktiki cherez million let (amplituda "bultyhanii" poryadka 30 pk). Chem vyshe skorost' - tem dol'she budet "boltanie" i bol'she amplituda. Interesno, chto velichina poluchennoi skorosti malo vliyaet na nabor massy chernoi dyroi za vremya "bultyhaniya" v galaktike, t.e. do osedaniya v centr (drugoe delo, chto chem vyshe skorost' - tem dol'she "boltaetsya"). K sozhaleniyu, obnaruzhit' chernye dyry, sil'no smeshennye ot centrov galaktik neprosto, t.k. chem bol'she smeshenie, tem koroche aktivnaya faza kvazara.
Authors: Luca Baiotti, Bruno Giacomazzo, Luciano Rezzolla
Comments: 33 pages, 29 figures, submitted to Phys. Rev. D
Avtory predstavlyayut novyi detal'nyi raschet sliyaniya dvuh neitronnyh zvezd. Predmet osobogo interesa avtorov ? kollaps v chernuyu dyru. V samom dele, obychno summarnaya massa dvuh neitronnyh zvezd prevoshodit predel ustoichivosti otnositel'no kollapsa v chernuyu dyru. Kollaps mozhet proishodit' srazu posle sliyaniya ili zhe s nekotoroi zaderzhkoi. Zaderzhka svyazana s tem, chto bystroe differencial'noe vrashenie mozhet kakoe-to vremya uderzhivat' ob'ekt ot shlopyvaniya.
Raschety takogo processa kraine slozhny, i dazhe predstavlyaemye rezul'taty daleki ot real'noi situacii. Avtory obsuzhdayut, kakovy mogut byt', naprimer, effekty magnitnyh polei, ne uchityvaemye v dannyh modelyah. Krome togo, poka bylo ispol'zovano dostatochno primitivnoe uravnenie sostoyaniya veshestva neitronnyh zvezd.
Authors: Christian Spiering
Comments: 16 pages, 20 figures. To be published in Astronomische Nachrichten
Astroparticle Physics (ya budu ispol'zovat' udachnyi perevod "kosmomikrofizika") zavoevala status samostoyatel'noi discipliny na styke astrofiziki, fiziki elementarnyh chastic (i uskoritel'noi, i kosmicheskih luchei) i kosmologii. Razumeetsya, chasto nevozmozhno (da i ne nuzhno) tochno opredelit' yavlyaetsya li dannaya rabota ili proekt "kosmomikrofizicheskim" ili ego luchshe nazyvat' kak-to inache. Kak by to ni bylo ? Oblast' harakterizuetsya eshe i tem, chto v nei osushestvlyayutsya ochen' dorogie proekty. Poetomu razlichnye agentstva stroyat dolgosrochnye plany. V stat'e daetsya ochen' interesnyi obzor togo, chto planiruet v etoi oblasti Evropa na blizhaishie 10 let.
Osnovnye voprosy, kotorye stavyat pered soboi v dannoi programme uchenye, takovy:
Pervym stoit vopros o prirode temnoi materii. Zdes' osnovnymi kandidatami yavlyayutsya neitralino i aksiony. Chto delaetsya? Vo-pervyh, idut laboratornye eksperimenty po pryamomu detektirovaniyu chastic temnoi materii. V etoi oblasti evropeicy, pozhalui, aktivnee drugih, i planiruetsya prodolzhat' poiski. Vo-vtoryh, est' vozmozhnost' uvidet' chasticy, yavlyayushiesya produktami raspada ili annigilyacii chastic temnoi materii, naprimer, gamma-kvanty. U evropeicev seichas letaet sputnik PAMELA, ot kotorogo mozhno ozhidat' interesnyh rezul'tatov do zapuska bolee moshnogo amerikanskogo AMS. Odnako, pohozhe, chto u PAMELA est' kakie-to trudnosti. V gamma-diapazone u evropeicev est' nebol'shoi sputnik AGILE. Planiruemyi v blizhaishie mesyacy k zapusku amerikanskii GLAST budet namnogo effektivnee. Krome togo, mozhno iskat' produkty raspada s pomosh'yu nazemnyh gamma-teleskopov, i tut s H.E.S.S. i MAGIC evropeicy vperedi planety vsei. Evropeiskie plany po postroike bol'shogo morskogo neitrinnogo detektora potihon'ku pretvoryayutsya v zhizn', no ochen' potihon'ku (ob etom sm. nizhe). Nakonec, v tret'ih, koe-chto mogut dat' uskoritel'nye eksperimenty, i zdes', konechno, vse nadezhdy na LHC.
Chto kasaetsya temnoi energii, to tut Evropa ogranichivaetsya standartnymi astronomicheskimi proektami v oblasti nablyudatel'noi kosmologii. Samym vazhnym, navernoe, v blizhaishie 10 let budet zapusk sputnika Planck (oktyabr' 2008 goda). Krome togo, planiruyutsya obzory v razlichnyh diapazonah spektra, no eto chistaya astronomiya, kotoruyu kosmomikrofizika podderzhivaet moral'no.
Sleduyushim punktom stoit poisk raspada protona. Dlya obnaruzheniya nado stroit' podzemnye detektory tipa SuperKamiokande, tol'ko na poryadok bol'she. Poka idet prorabotka neskol'kih podhodov (mozhno perechislit' neskol'ko nazvanii proektov LENA, GLACIER, MEMPHYS, LAGUNA). Planiruetsya, chto k 2010 godu budet vybran proekt. Odnako, vse eshe mozhet sil'no zamedlit'sya. Stoimost' ustanovki budet poryadka polumilliarda evro. S takimi proektami evropeicy lyubyat tyanut', poskol'ku nuzhno mezhdunarodnaya kooperaciya, a "u vseh svoi problemy". Razumeetsya, takoi detektor budet i prekrasnym neitrinnym detektorom.
Teper' o "lovle neitrino za borodu". Zdes' interesny ne tol'ko eksperimenty tipa morskih detektorov s ob'emom poryadka kubicheskogo kilometra. Vo-pervyh, idut popytki pomerit' massu neitrino v laboratorii po izmereniyu spektra elektronov pri beta-raspade (eksperiment KATRINA v Germanii). Vo-vtoryh, interesny issledovaniya dvoinogo bezneitrinnogo beta-raspada. Oni dolzhny dat' otvet na vopros o tom, yavlyayutsya li neitrino maioranovskimi ili dirakovskimi. Dvoinoi bezneitrinnyi beta-raspad vozmozhen tol'ko, esli neitrino maioranovskie.
Kosmicheskie luchi. Evropa aktivneishim obrazom uchastvuet v proekte Ozhe. Cherez neskol'ko let nachnetsya montazh severnoi chasti ustanovki v SShA (yuzhnaya polnost'yu gotova i rabotaet). V severnoi chasti 45 procentov prinadlezhit Evrope. Hotya chashe govoryat o kosmicheskih luchah sverhvysokih energii, odnako i na men'shih energiyah est' eshe nemalo nereshennyh problem. Dlya ih razresheniya stroyat otdel'nye detektory. Odin iz detektorov stoit v Germanii, i on budet prodolzhat' svoyu rabotu.
Gamma-astronomiya. Evropeicy ne sobirayutsya ostanavlivat'sya na uspehah, dostignutyh gruppami H.E.S.S. i MAGIC. Razrabatyvaetsya proekt gorazdo bolee krupnoi seti nazemnyh gamma-teleskopov. Po vsei vidimosti budet dve seti (severnaya i yuzhnaya) s neskol'ko raznymi parametrami, optimizirovannymi dlya izucheniya galakticheskih istochnikov (yug) i vnegalakticheskih (sever).
Kraine zamanchivo nachat' registrirovat' neitrino vysokih energii. Eto vozmozhno s pomosh'yu kilometrovyh detektorov v vode ili l'du. Poka v Antakrtide idet montazh IceCube, evropeicy testiruyut v Sredizemnom more neskol'ko prototipov vodnyh detektorov. O edinom evropeiskom detektore poka idut peregovory. Rano ili pozdno on navernyaka budet postroen, no kakaya-to konkretnaya informaciya o dizaine i tp. otsutstvuet. Krome togo, obsuzhdayutsya proekty kosvennoi registracii neitrino ochen' vysokih energii po radioizlucheniyu. V kachestve rabochego tela tut mozhet vystupat', naprimer, Luna.
Nakonec, poslednyaya tema svyazana s gravitacionnymi volnami. V Evrope rabotayut VIRGO i GEO600. Apgreid VIRGO pozvolit poluchit' pribor, kotoryi deistvitel'no smozhet imet' priemlemyi temp registracii sliyanii neitronnyh zvezd i chernyh dyr. Planiruyutsya bolee krupnye ustanovki (Einstein Telescope), no yasno, chto dazhe pri optimisticheskom razvitii sobytii ih sooruzhenie ne popadaet v blizhaishie 10 let. Chto kasaetsya kosmicheskih detektorov, to tut ESA sotrudnichaet s NASA v dele sozdaniya LISA. Poka obsuzhdaetsya data zapuska 2018 god. No, skoree vsego, ona budet neskol'ko otodvinuta. V 2010 godu evropeicy dolzhny zapustit' prototip. Esli s nim vse proidet udachno, to, navernoe, poyavitsya real'nyh grafik realizacii bol'shogo osnovnogo proekta.
Itogo. Seichas kosmomikrofizika nahoditsya na etape, kogda mozhno uspet' snyat' slivki. Pravda, trebuetsya stroit' ochen' dorogie i tehnicheski slozhnye ustanovki na zemle, pod zemlei, pod vodoi i v kosmose. V konce stat'i avtor privodit svodku proektov (i summy), kotorye budut realizovyvat'sya v blizhaishie 10 let.
Pohozhe, chto Evropa ne otstaet ot SShA, ili otstaet ne sil'no. Nu na ee vtoroe mesto pokushat'sya vrode by i
nekomu.
Authors: Kristen Menou, Zoltan Haiman, Bence Kocsis
Comments: 8 pages, To appear in "Jean-Pierre Lasota, X-ray binaries, accretion disks and compact stars" New Astronomy Reviews, eds. M.A. Abramowicz and O. Straub (Elsevier, 2008)
Avtory rassmatrivayut vopros o tom, chto novogo my mozhem uznat' blagodarya detektoru LISA s uchetom togo, chto mozhno budet tochno opredelit' iz kakoi galaktiki prishel signal (vozmozhno, chto eto mozhno budet skazat' dazhe do pika vspleska). Stat'ya prezhde vsego interesna ob'yasneniem nekotoryh vozmozhnostei i ih obsuzhdeniem. V chastnosti, mozhno budet ogranichivat' al'ternativnye teorii gravitacii, t.k. mozhn bude opredelyat' zaderzhku mezhdu prihodom fotonnogo i gravitacionnogo signalov. Krome togo, nablyudeniya na LISA dadut nezavisimuyu ocenku rasstoyaniya do galaktik po ih gravitacionno-volnovomu signalu, chto takzhe ochen' interesno.
Authors: Bence Kocsis, Abraham Loeb
Comments: 4 pages, 2 figures, submitted to Physical Review Letters
Krasivyi rezul'tat. Avtory pokazyvayut, chto pri sliyanii dvuh sverhmassivnyh chernyh dyr budut interesnye nablyudatel'nye effekty v elektro-magnitnom izluchenii.
Sverhmassivnye chernye dyry slivayutsya pri sliyaniyah galaktik. Poetomu vokrug dyr ne pusto - mnogo gaza. Sootvetstvenno, budet akkrecionnyi disk. Imenno v diske i budet proishodit' dissipaciya energii gravvoln. Okazyvaetsya, chto hotya volny budut ochen' slabo "raskachivat'" disk, tem ne menee etogo dostatochno, chtoby za nedeli (a to i gody) do polnogo sliyaniya voznikal nablyudaemyi signal. Krome togo, konechno zhe dolzhen byt' signal i ot samogo sliyaniya. Interesno, chto on pridet k nam na neskol'ko chasov (ili dazhe dnei) pozzhe gravitacionnogo signala (poka tam disk perekonvertiruet gravitacionnye volny v elektro-magnitnye).
Tak chto avtory polagayut, chto vo-pervyh, mozhno nadeyat'sya uvidet' slivayushiesya chernye dyry i do LISA (hotya, razumeetsya, LISA tut nichem ne zamenish': uvidet' signal, kosvenno svyazannyi so sliyaniem, sovsem ne tozhe samoe, chto uvidet' sam gravitacionno-volnovoi signal). Vo-vtoryh, uzhe posle zapuska LISA stoit lovit' elektro-magnitnye signaly, sootvetstvuyushie nablyudayushimsya gravitacionno-volnovym.
Authors: The Virgo collaboration
Comments: 26 pages, 10 figures
Privoditsya verhnii predel na gravitacionnyi signal ot gamma-vspleska GRB 050915a.
Authors: Antoine Petiteau et al.
Comments: 22 pages, Physical Review D 77, 023002 (2008) 11
Trenirovat'sya nado na koshkah. Ili na komp'yuternyh modelyah. Poetomu pri razrabotke krupnyh nauchnyh proektov raznye gruppy zanimayutsya roazrabotkoi komp'yuternyh simulyatorov ustanovki. V dannom sluchae rech' idet o kosmicheskom gravitacionno-volnovom detektore LISA.
Programma pozvolyaet rasschityvat' chuvstvitel'nost' detektora i signaly ot istochnikov s izvestnymi svoistvami. Programma nahoditsya v svobodnom dostupe.
Authors: Alexander Dietz, for the LIGO Scientific Collaboration
Comments: 5 pages, 3 figures, contributed talk, submitted to the proceedings of Gamma Ray Bursts 2007, Santa Fe, New Mexico, November 5-9 2007
Opisano, kak seichas rabotayut detektory LIGO, a takzhe, kak v dannyh etih detektorov iskali signaly v momenty, opredelyaemye nablyudeniyami gamma-vspleskov. Nichego ne naideno, no predely uzhe ves'ma interesnye. V osnovnom rech' idet o predele na korotkii vsplesk GRB 070201, kotoryi proeciruetsya na M31. Esli mestom vspleska i v s