Тема РАДИОИНТЕРФЕРОМЕТР. Исследования динамики звездообразования в газопылевом комплексе Ориона

Гос. регистрация ? 0120.0 602991

Научный руководитель д.ф.-м.н. Матвеенко Л.И.

 

Исследование ядер квазаров в рекомбинационных линиях поглощения - связь с областью HII. Изучение кинематики джета квазара 1803+784.

 

Разработана и введена в действие программа обработки радиоинтерферометрических данных в миллиметровом диапазоне волн с предельным угловым разрешением. Проведена обработка 17 сеансов наблюдений 1803+784 в эпоху 1998.4-2001.3 c угловым разрешением 20 мксек дуги. Выделена тонкая структура области ядра. Обнаружены 'сопло' эжектора, размером 0.1 пк, и аккреционный диск, диаметром ~ 1.4 пк, рис.1. Джет состоит из двух компонент: потока релятивистской плазмы, движущегося с околосветовой скоростью и окружающей его спиралевидной структуры. Реактивное воздействие эжектируемого потока вызывает многомодовую прецессиию оси эжектора, определяющую спиралевидную структуру с переменным шагом. Отношение угловых скоростей центрального и внешнего потока равно примерно 30. Яркостная температура сопла достигает Т_b = 8х10¹³К, яркостные температуры вкраплений в джете понижаются по мере удаления от эжектора. Определены спектры вкраплений зависимость положения центра тяжести ядра от частоты.

Проведено наблюдение пульсара в Крабовидной туманности на волне 18 см на трех 32 м антеннах системы 'Квазар'. Данные наблюдений обработаны на корреляторе института им. Макса Планка в Бонне, получены коррелированные потоки с усреднением 2 сек. Разработана и введена в действие программа корреляционной обработки с усреднением 2 мсек. Данные переобработаны по новой программе. В настоящее время проводится анализ данных с целью обнаружения импульсного излучения пульсара и возможно, непрерывного излучения нейтронной звезды.

 

Рис. 1. Тонкая структура области ядра объекта 1803+784: яркий источник - сопло и аккреционный диск.

 

Исследования динамики сверхтонкой структуры области супермазерного излучения в Орионе КЛ, включая период молчания 1995,1997,2003.

Построение изображений Орион КЛ со сверхвысоким угловым и спектральным разрешением в поляризованном излучении в мазерных линиях.

Разработка моделей структуры, инжекции и передачи кинетической энергии диска биполярному потоку.

Как было показано, процессу формирования звезды на раннем этапе сопутствует высокоорганизованная структура: аккреционный диск, биполярный поток, оболочка. Диск, разделен на кольца и имеет твердотельное вращение, период вращения Т '170 лет. В центральной части выделяется тороидальная структура. Отдельные фрагменты высоко коллимированного биполярного потока - пули наблюдаются на расстояниях до 80 а.е.

На основе разработанных методик исследована тонкая структура в Орионе КЛ со сверхвысоким угловым разрешением 100 и 50 мксек дуги, эпохи 1998-1999 и 2003г. Всего 28 сеансов наблюдений. Обнаружена структура: двойное сопло и биполярный поток. В биполярном потоке выделены компактные компоненты - вкрапления. Проведено их отождествление на различные эпохи наблюдений, установлено ускоренное движение компонент. (рис.2) Компактные компоненты представляют собой сгустки грязного льда. Скорость их выброса составляет ~ 2 км/c. Скорость самих потоков превышает 20 км/c. Под действием потока происходит сублимация молекул водяного пара и возбуждение мазерного излучения. Компоненты ускоряются и их скорость на расстоянии 1 а.е. достигает 15 км/c (рис.2). Наблюдаемое уменьшение мазерного излучения компонент определяется увеличением скорости вкраплений в потоке, уменьшением их относительной скорости, а следовательно, и снижением столкновительной накачки. Разрабатывается программное обеспечение обработки данных в поляризованном излучении со сверхвысоким угловым разрешением.

Реактивное воздействие эжектируемого вещества вызывает прецессию, угловая скорость которой ~t². В результате чего формируется спиралевидная структура потоков с переменным шагом. Окружающая оболочка (V_LSR= 7.65 км/с) усиливает мазерное излучение в полосе 0.4 км/с более чем на три порядка. Малая масса и вращение центральной части диска с постоянной скоростью предполагает вихревое движение, которое подобно антицентрифуге всасывает окружающее вещество и эжектирует его в виде биполярного потока с последующим формированием массивного тела - протозвезды.

 

Рис.2. Структура биполярного потока в различные эпохи наблюдений. Линиями соединены отождествленные вкрапления в биполярных потоках.

 

Матвеенко Л.И., Сиваконь С.С., Эрштадт С.Д., Маркез А.П. 'Особенности структуры AGN объекта 1803+784', Письма в Астрономический Журнал, 2009 в печати.

В.А.Демичев , Л.И. Матвеенко: [Выбросы пуль из области звездообразования в Орионе КЛ], Астрономический Журнал, т.86 ?1 , с.88-94 (2009).

 

Тема АСТРОПЫЛЬ Исследование пыли в космосе и атмосфере Земли астрономическими методами

Гос. регистрация ? 01.20.03 03419

 

Научный руководитель Маслов И.А.

 

Поляризационные свойства излучения галактик - индикатор наличия или отсутствия пыли, магнитного поля и крупномасштабных движений внутри галактик. Однако, низкие значения поляризации в сочетании с малой поверхностной яркостью периферийных областей галактик затрудняют измерения поляризации традиционным образом. Для этого случая разрабатываются методы измерения дифференциальных поляризационных параметров, в частности, предложен метод корреляционной поляризации, связанный с поиском коррелированных изменений яркостного и поляризованного сигналов в определенной части галактики. Использование этого метода проведенное для галактики М51 с вычислением тангенциально-ориентированной и спирально-ориентированной составляющих поляризации дали результаты сходные с ранее опубликованными данными и показали его эффективность для построения поляризационных карт галактик и других протяженных источников (Маслов И.А., 333-4011, imaslov@iki.rssi.ru).

 

Совместно с ГАИШ МГУ проведены работы по монтажу заливного азотного криостата с матричным фотоприемником инфракрасного диапазона 1-5 мкм производства ФГУП "НПО "ОРИОН" на 70-см телескоп ГАИШ МГУ. Фотоприемник представляет собой матрицу 256 х 256 фотоэлементов на основе сурьмянистого индия. Получены изображения Венеры. Достигнутая пороговая чувствительность аппаратуры позволяет проводить фотометрические наблюдения ярких переменных звезд в стандартных полосах инфракрасного диапазона: JHKLM (Маслов И.А., 333-4011, imaslov@iki.rssi.ru).

 

Совместно с ГАИШ МГУ проведены наблюдения переменной (затменной) звезды эпсилон Возничего (период 27.1 года) с целью изучения природы компонентов, в том числе и свойств пылевых частиц затмевающего объекта, на основе фотометрического, в широком спектральном диапазоне 0.36-5 мкм, и поляриметрического мониторинга вблизи главного минимума (2009-2012) г.г. и сравнительного анализа наблюдений затменной и родственных объектов. В сентябре-декабре 2009 г. в инфракрасном диапазоне зафиксировано начало падения блеска этой звезды (Маслов И.А., 333-4011, imaslov@iki.rssi.ru).

 

Одной из актуальных астрономических проблем является понимание процессов образования и ранних стадий эволюции звезд. Протозвездные области не наблюдаются в видимом диапазоне электромагнитных волн из-за большой оптической толщины в плотной околозвездной газопылевой оболочке. Одним из косвенных индикаторов процессов образования звезд на ранней стадии эволюции является мазерное излучение молекул, входящих в состав плотных газопылевых облаков, в которых происходит формирование молодых звезд OB-класса. В 2009 ​году, совместно ГАИШ МГУ и ИКИ РАН, исследованы быстрые вариации мазерного излучения H₂O в направлении источника NGC 7538 IRS 1. По данным мониторинга в линии 1.35 см, проведенного в 1996-2003 гг. на 22-м радиотелескопе Пущинской радиоастрономической обсерватории, обнаружены периодические изменения потока четырех долгоживущих эмиссионных деталей со средним значением периода 0.87+0.03 года. Эти пульсации накладываются на долгопериодическую переменность интегрального мазерного излучения с периодом 13 лет. Наличие корреляции в переменности потоков позволяет сделать предположение, что обнаруженная переменность является следствием пульсации (с периодом ~ 0.9 лет) звездного ветра от протозвезды находящейся в области звездообразования NGC 7538 IRS 1 (к.ф.-м.н. Муницын В.А., 333-40-11, VMunitsyn@mail.ru)

 

Регулярные поляризационные измерения фона сумеречного и ночного неба проводятся группой ИКИ РАН в течение более 10 лет. Разработанная методика позволяет вычислять вклад рассеяния высоких порядков в свечение неба в различные этапы сумерек, что решает основную проблему сумеречного метода зондирования атмосферы. Поляризационные данные дают возможность обнаружить повышение уровня аэрозоля в различных слоях атмосферы от приземного воздуха до мезосферы. В частности, по данным полученным в декабре 2006 года, был зафиксирован рост содержания стратосферного аэрозоля, связанного с извержением вулкана Рабаул (Новая Гвинея, октябрь 2006). Метод также использовался для регистрации мезосферной пыли после максимума больших метеорных потоков (к.ф.-м.н. Угольников О.С., 333-4011, ougolnikov@gmail.com).

 

Поверхностная узкополосная ИК-фотометрия Луны во время теневых затмений позволяет построить оптическую карту части тени Земли и использовать ее для восстановления распределения аэрозоля и водяного пара по высоте вдоль лимба Земли. При работе используется метод контрастной фотометрии, похожий на корреляционные поляризационные исследования для галактик. Указанная процедура была проведена для 5 затмений 2004-2008 годов. Обнаружено соответствие локальных максимумов содержания аэрозоля в верхней тропосфере и минимумов общего содержания озона в умеренных и полярных широтах южного полушария Земли, в северном полушарии данная связь не прослеживается. В экваториальных зонах Земли содержание аэрозоля и водяного пара резко увеличивается над материками (к.ф.-м.н. Угольников О.С., 333-4011, ougolnikov@gmail.com).

 

 

Тема ЗВЕЗДЫ Магнитогидродинамические, плазменные и релятивистские процессы в астрофизике

Гос.рег. ? 0120.0403349

 

Научный руководитель д.ф.-м.н. Бисноватый-Коган Г.С.

 

Магниторотационные процессы в сверхновых с коллапсирующим ядром.

Продолжено исследование магниторотационного взрыва сверхновой с коллапсирующим ядром, на основе двумерного численного моделирования с использованием Лагранжевого МГД код на треугольной перестраиваемой сетке. Проведена отладка двумерной МГД программы расчета для уравнения состояния вещества при больших температурах и плотностях (Shen et al.) для случая, когда доля электронов в веществе - Ye постоянна. При малых температурах уравнение состояния вещества и уравнение для внутренней энергии (Shen et al.) было гладко 'сшито' с уравнением состояния и уравнением для внутренней энергии для холодного вещества (см. например Г.С.Бисноватый-Коган 'Физические вопросы звездной эволюции' М.Наука 1989. стр.14). Проводится отладка программы для самосогласованного учета доли электронов Ye и приближенного учета нейтринных потерь. Начата работа по решению уравнения переноса нейтрино методом Монте-Карло при несферическим коллапсе.

 

Исполнители:

Г.С.Бисноватый-Коган д.ф.-м.н. 333-45-88 gkogan@iki.rssi.ru

С.Г.Моисеенко д.ф.-м.н. 333-45-88 moiseenko@iki.rssi.ru

 

Гравитационное линзирование в плазме.

 

Разработана модель гравитационного линзирования в плазме. Получено, что если гравитационная линза окружена плазмой, то траектория фотона зависит от его частоты вследствие дисперсии плазмы. Показано, что даже в однородной плазме угол линзирования зависит от частоты фотона, что приводит к тому, что гравитационная линза действует подобно гравитационному радиоспектрометру. Получена аналитическая формула для угла отклонения в случае линзирования в Шварцшильдовской метрике в однородной плазме. Обсуждаются возможные наблюдательные эффекты, наиболее сильно проявляющиеся для частот, близких к плазменной частоте, что соответствует очень длинным радиоволнам.