Довольно подробно (насколько это возможно в 20-ти страничном обзоре) со множеством ссылок описывается открытие реликтового излучения, соответствующая теория, а также обсуждается развитие этой области. Сейчас исследования реликта - очень горячая тема. Но надо торопиться, на 21-м техасском симпозиуме (Флоренция, 9-13 декабря) было высказано резонное мнение, что после спутника Планк поток данных по фоновому излучению может быть надолго исчерпан....

О поляризации реликтового излучения см. статьи "The large-scale polarization of the microwave background and foreground" astro-ph/0212419, "CMB Polarization at Large Angular Scales: Data Analysis of the POLAR Experiment" astro-ph/0212425.

Подробный критический обзор по механизмам вспышек сверхновых. Рассматриваются взрывы массивных звезд. Здесь существует еще множество нерешенных проблем (хотя, есть и другие мнения, Вирджиния Тримбл в своем докладе на техасском симпозиуме сказала, что на ее взгляд в целом проблема решена - осталось уточнить детали). Тем не менее, сформировалась "стандартная картина", которая, правда, может еще очень сильно измениться. Авторы описывают детальные двумерные расчеты и дают соответствующий background.

См. также более короткие обзоры тех же авторов: astro-ph/0212316 и astro-ph/0212317, и статью "The Status of Core-collapse Supernova Simulations" astro-ph/0212438.

hep-ph/0212147 Солнечные нейтрино до и после KamLAND (Solar Neutrinos Before and After KamLAND)
Commets: Added discussion of matter effects in KamLAND. Conclusions unchanged. Editorial corrections made

Авторы показывают, что новые данные экспериментов позволяют качественно улучшить верхний предел на долю CNO цикла в светимости Солнца. Теперь этот предел составляет всего 7 с небольшим процентов. Стандартная модель предсказывает, что доля должна быть порядка 1.5% от Солнечной светимости, поэтому необходимы новые эксперименты.

Вторая статья тех же авторов, помещенная в hep-ph разделе Архива, посвящена, разумеется, близкой проблематике. Авторы рассматривают, что дают новые данные, полученные на KamLAND, для солнечных нейтрино.

Пожалуй самым важным является утверждение о том, что LMA (маленькие углы смешивания) является единственным решением на уровне 4.7 сигма. Кроме того, налагаются очень сильные ограничения на долю стерильных нейтрино среди борных. Ну и конечно, авторы отмечают, что нестандартные солнечные модели исключаются на очень высоком уровне достоверности.

Также см. статью V. Barger, D. Marfatia "KamLAND and solar neutrino data eliminate the LOW solution" hep-ph/0212126. И статью "The Solar Neutrino Problem after the first results from Kamland" hep-ph/0212146.

Уже некоторое время считается установленным, что массы центральных черных дыр галактик пропорциональны массам их балджей, а для эллиптических галактик - их полным массам. Но, оказывается, есть и более тонкие корреляции. Более массивные черные дыры содержатся в более концентрированных к центру галактиках и балджах. Отмечается, также, корреляция массы черной дыры со светимостями галактики или балджа.

astro-ph/0212337 Поиск планет земного типа: что мы должны знать? (The Search for Terrestrial Planets: What Do we Need to Know?)
Commets: IAU Symposium 202: Planetary Systems in the Universe, in press

Две статьи одного автора, направленные в материалы двух симпозиумов МАС.

Terrestrial Planet Finder - космический проект НАСА, полет которого намечен на 2012 г. Причем, поскольку даже Буш младший признал поиск внеземной жизни приоритетной задачей, то скорее всего финансирование не сорвется. В первой статье автор в основном обсуждает перспективы этой миссии.

Вторая статья посвящена тому, что же мы должны знать, чтобы в полной мере использовать возможности, предоставляемые будущими спутниками. Ну и опять же обсуждается Terrestrial Planet Finder. Конечно, статьи во многом пересекаются.

Некоторые теории объясняют изменение светимости квазаров на интервалах времени порядка года эффектами микролинзирования на телах планетных масс, распределенных в межгалактическом пространстве. Но такие микролинзирование может объяснить свойства гамма-всплесков. Максимальное усиление потока достигается при пересечении системы каустик, подобных показанным на рисунке. При наличии большого количества линз структура каустик становится очень сложной и их пересечение может объяснить все наблюдаемое разнообразие временных профилей гамма-всплесков. Заметим, что здесь будут очень сильны параллактические эффекты и даже достаточно близкие наблюдатели будут видеть всплески с профилями разной формы. По крайней мере какая-то часть гамма-всплесков может объясняться подобным образом.

Космические лучи сверхвысоких энергий являются сейчас одной из самых горячих тем в астрофизике (например, они активно обсуждались на прошедшем Техасском симпозиуме). Среди постеров был и очень интересный доклад об эксперименте KASCADE. Статья содержит краткое описание эксперимента, основной задачей которого является измерение т.н. "железного колена" на энергиях ~ 10^17 eV (о химическом составе космических лучей и имеющихся в этой области проблемах см. свежайший обзор "The Chemical Composition of Cosmic Rays" astro-ph/0212348 того же автора).

В этом коротком обзоре рассмотрен химический состав космических лучей в интервале энергий от 10¹⁵ до 10²⁰ эВ. Обсуждаются данные экспериментов BLANCA, DICE, Fly's Eye, HEGRA, HiRes и TUNKA. Похоже, что при приближении к верхней границе этого диапазона доля тяжелых ядер в космических лучах возрастает.

На Техасском симпозиуме довольно активно обсуждались наблюдения и теория пульсарных туманностей, особенно джетов. В данном обзоре автор рассматривает данные Чандры по остаткам сверхновых и пульсарным туманностям. К сожалению, самые свежие данные по внешнему джету у пульсара в Парусах еще не успели попасть в обзор. Но тем не менее результаты, приводимые в статье, очень интересны.

"Регистрация рассеяния на ядрах низкоэнергичных (< нескольких десятков МэВ) нейтрино - святой грааль современной нейтринной физики." Очень сложная экспериментальная задача, несмотря на то, что когерентное рассеяние на ядрах гораздо более эффективно, чем взаимодействие с отдельными нуклонами. Различные аспекты данной проблемы подробно рассмотрены. Авторы предлагают использовать Micropattern Gas Detectors, сделанные из низкорадиоактивных материалов для регистрации таких нейтрино и провели некоторые экспериментальные тесты.

[Прим.: А ведь есть еще реликтовые нейтрино ...]

В последние годы возрос поток наблюдательных данных в космологии. Среди прочего присутствуют большие обзоры красных смещений (Слоановский обзор, 2dF - двухградусный обзор и др.). В обзоре Лахав рассматривает вопрос об определении параметров темной энергии по этим данным. Сухой остаток таков: сами по себе данные обзоров не дают возможности определения уравнения состояния темной энергии, но вместе с другими данными (реликт и др.) уже сейчас дают важные верхние пределы, которые в будущем могут быть существенно улучшены.

Эта статья в некотором смысле перекликается с предыдущей (astro-ph/0212358). Речь опять идет о проверке космологических параметров по данным наблюдений. На этот раз авторы думают, как определить темп расширения Вселенной на момент рекомбинации по данным спутников MAP (уже запущен) и Planck.

Вообще же о современном знании космлогических параметров см. ниже статью "The last stand before MAP: cosmological parameters from lensing, CMB and galaxy clustering" astro-ph/0212417.

Когда говорят об излучении нейтронных звезд, обычно рассматривают электромагнитное (тепловое) излучение с поверхности и излучение нейтрино из центра нейтронных звезд. В данной статье рассмотрен еще один механизм переноса энергии - бесстолкновительный электронный звук. Звуковые возмущения в электронной компоненте нейтронной звезды распространяются по ней столь же свободно, как и нейтрино. Источником таких звуковых возбуждений служат вихревые нити в сверхтекучем вращающемся ядре. При наличии магнитного поля электронный звук может превращаться в магнитозвуковые волны, которые вблизи поверхности превращаются в электромагнитное излучение.

Несмотря на большие успехи в наблюдательной космологии в нашем знании основных параметров существует довольно большая неопределенность (хотя, удивительно, что мы вообще так хорошо их знаем!). В этой короткой заметке (всего 3 странички + рисунок) автор рассматривает возможные ограничения на возраст Вселенной (менее 20 миллиардов лет), а также на параметр уравнения состояния темной материи (w>-1.5, w=const).

Уравнение Греда-Шафранова (Grad-Shafranov) позволяют решать очень многие стационарые осесимметричные задачи. Одно из полей их приложений - гидродинамика, в том числе и в рамках общей теории относительности, т.е. вблизи компактных звезд и черных дыр. Этому и посвящен данный курс лекций (это действительно курс - более 50 страниц). Всем желающим разобраться посвящается.

Речь идет о лазерном излучении от звезды Эта Киля. Об этом вы можете прочесть в статье "Eta Carinae - лазер, созданный самой природой". Цикл состоит их 4 звеньев - 4 уровней и 4 переходов между ними в ионах однократно ионизированного железа FeII (на рисунке показаны 2 близких цикла). Возбуждение цикла (переход 1->4) производится основным излучением звезды в линии L\alpha. Длина волны L\alpha и перехода 1->4 заметно не совпадают. Однако в оптически плотной оболочке звезды L\alpha-фотоны многократно переизлучаются и диффундируют по частоте из-за эффекта Допплера. Переходы 4->3 и 2->1 - "обычные" и происходят достаточно быстро. А вот уровень 3 (переход 3->2) - метастабильный. В состоянии 3 атомы существуют достаточно долго в результате чего возникает инверсная заселенности уровней 2 и 3. Это и есть "звездный лазер" - в обычных условиях линия 3->2 очень слаба, но в радиативном цикле число фотонов в этой линии такое же, как и в остальных переходах цикла.

С помощью SPH моделирования авторы рассматривают процесс образования первых (в некотором смысле "зачаточных") сверхмассивных черных дыр в центральных областях галактик. Металличность полагается нулевой (точнее, химсостав определяется первичным нуклеосинтезом). По всей видимости это вунужденное предположение. Авторы рассматривают красные смещения порядка 10, а первые звезды образовались на z=20-30 и уже успели взорваться. Однако, в статье приводятся аргументы в пользу применимости данного предположения.

В расчетах (в зависимости от параметров галактики) получаются как одиночные, так и двойные черные дыры. Первые приводят к появлению квазарной активности еще до эпохи вторичной ионизации.

Спутник MAP уже летает и собирает данные. В следующем году появятся первые результаты, а потому народ подводит итоги. В обзоре дается сводка определений основных космологических параметров по данным различных наблюдений, а также перечисляются основные проблемы, существующие в наблюдательной космологии (как-то "проблема сигма-8").

Несколько последних лет астрономы находятся в необычной, впервые создавшейся ситуации - современные наземные и космические обсерватории выдают огромный поток информации, который обычными методами не успевают анализировать. Изучаются самые злободневные проблемы, а все остальное оседает в архивах - на будущее. Единственный разумный выход - автоматическая обработка наблюдений. Некоторое время назад были статьи про автоматическую классификацию кривых блеска переменных звезд. Теперь - анализ спектров. Ну а детали алгоритма, точность и т.д. - в статье.

Речь идет о нейтронных (кварковых и т.п) звездах, чей радиус не превосходит три шварцшильдовских. В этом случае вокруг звезды образуется (как вокруг черной дыры) эргосфера. Такая ситуация может сопровождаться возникновением весьма специфической неустойчивости (w-mode instability). Это собственно неустойчивость пространства-времени. Авторы рассматривают возможность воникновения неустойчивости в реальной астрофизической ситуации, а также обсуждают астрофизические проявления.

Изучая различными способами взрывы сверхновых можно получать очень разнообразную информацию - от закона расширения Вселенной и свойств темной материи до уравнения состояния нейтронного вещества и существования экзотических частиц. Но для этого надо хорошо понимать какие процессы в них происходят. И единственный путь здесь - детальное численное моделирование. Но до сегодняшнего дня при моделировании коллапса и взрыва сверхновой учитывались не все физические процессы - просто потому, что для таких расчетов не хватило бы мощности компьютеров. TeraScale Supernova Initiative - проект в котором в ближайшие несколько лет предполагается преодолеть эти ограничения.

Идея этой статьи, по-моему, сильно перекликается с теми, что высказал Стивен Вольфрам (разработчик системы аналитический вычислений Математика) в своей книге книге "A new kind of science", вышедшей 14 мая 2002 года (см. здесь).

А в статье предложено смоделировать распространение возмущений вдоль магнитных петель в Солнечной магнитосфере с помощью 3-мерного клеточного автомата. Подход и результаты очень интересные.

Архив статей, вошедших в предыдущие выпуски.

Разделы архива (с июля 2002 г.):
обзоры, космология, нейтрино, космические лучи и гамма-астрономия, галактики, АЯГ, квазары, наша Галактика, межзвездная среда, звезды, сверхновые, остатки сверхновых, черные дыры, нейтронные звезды, линзирование, Солнце, экзопланеты, Солнечная система, аккреция, тесные двойные системы, гамма-всплески, гравитационные волны, механизмы излучения, численное моделирование, динамика, механика методы обработки данных, МГД, методы наблюдений, будущие наблюдательные проекты, прочее.

Сергей Попов
Михаил Прохоров