 |
Астронет: С. Б. Попов, М. Е. Прохоров Обзоры препринтов astro-ph за 10 - 22 августа 2003 года (Выпуск 53) http://variable-stars.ru/db/msg/1192639 |
|
|
Прочти первым то, что сейчас знают только профи!
Подписка на рассылку обзоров astro-ph на Subscribe.Ru
|
Содержание и быстрый переход к разделам обзора
Сверхновые типа Ia: прародители и разнообразие
Современное состояние теории радиопульсаров
Горячие темы недели
Отдельные статьи
Полный Архив предыдущих выпусков. Архив статей, вошедших в выпуски с 01 июля 2002 г. по 31 марта 2003 г.
Разделы архива (с апреля 2003 г.): Полезные астрономические ссылки. Короткое эссе об электронных препринтах. Обзорные статьи в astro-ph с 2001 г.
Авторы проекта
Проект размещен на сайтах:
Вы может также разместить на своем сайте нашу ленту обзоров Новости астрономии от ПРАО Текущие открытия в ФЭЧ Новости космонавтики Новости от УФН Информнаука Перст Подписка на рассылку обзоров на Subscribe.Ru |
Обзоры препринтов astro-ph
Выпуск N53
astro-ph за 10 - 22 августа 2003 года: избранные статьи
Горячие темы недели
Сверхновые типа Ia
Сверхновые этого типа связаны со взрывом белого карлика. Как и в случае взрывов массивных звезд здесь еще много нерешенных проблем. Неясно взрываются ли в основном белые карлики в двойных системах (за счет аккреции вещества компаньона) или возможен взрыв одиночной звезды. Скорее всего взрыв происходит в двойной, но и тут есть много вопросов без ответов (точнее, разные группы исследователей дают разные ответы). Кроме самостоятельного интереса сверхновые типа Ia важны потому, что они могут являться "стандартными свечами". Т.е. наблюдения кривых блеска этих источников можно использовать для определения расстояний, что чрезвычайно важно для космологии. Но тут много подводных камней. Мы довольно хорошо представляем какие бывают сверхновые вокруг нас. Но когда мы смотрим на сверхновые на больших красных смещениях, то в нас закрадывается сомнение: "а вдруг они там другие?"
За эти две недели появилось несколько работ по сверхновым Ia.
О них рассказывается ниже. Здесь мы лишь кратко перечислим их.
Физика сверхновых очень сложна. Кроме того, данные о сверхновых на больших красных смещениях еще довольно скудны. Поэтому "многое сделано, но многое еще предстоит".
Излучение пульсаров
Радиопульсары были открыты более 35 лет назад. Почти сразу удалось понять, что это быстровращающиеся (от миллисекунды до десяти секунд) замагниченные нейтронные звезды. Однако природа излучения пульсаров остается во многом непонятой и сейчас. За прошедшие две недели появился ряд статей, которые в той или иной мере связаны с нетепловым излучением пульсаров. Отметим некоторые из них. Начнем не в хронологическом порядке с обзорной работы "The State of pulsar theory", потому что именно с нее и стоит начать чтение на эту тему. Статья написана доступным языком с простыми ясными рисунками. Вводятся все основные термины. Т.о. можно всячески всем ее рекомендовать.Несколько радиопульсаров зарегистрированы в гамма-диапазоне. При этом в каталоге прибора EGRET есть более сотни неотождествленных источников, которые по всей видимости являются нейтронными звездами, по тем или иным причинам необнаруженными в радиодиапазоне. Этой популяции источников посвящена статья Алисы Хардинг и др. "Pulsar Populations and Unidentified Gamma-Ray Sources". В работе сведены результаты исследований двух групп ученых: американской (Хардинг, Гонтье и др.) и французской (Гренье и Перро). Даны оценки числа источников, которые смогут в ближайшие годы увидеть новые гамма-спутники GLAST и AGILE. Особо рассматриваются источники из Пояса Гулда. Статья Ченга "High-Energy Radiation from Pulsars : A Three Dimensional Model Approach" посвящена жесткому излучению пульсаров. Ченг является разработчиком одного из двух подходов к объяснению природы появления гамма и рентгеновских квантов в магнитосферах нейтронных звезд. Статья довольно трудная для неподготовленного читателя, однако и интересная (см. также реферат этой работы ниже). Ширер и соавторы в своей работе "Enhanced Optical Emission During Crab Giant Radio Pulses" рассказывают о наблюдениях оптического излучения пульсара в Крабе во время т.н. гигантских радиоимпульсов. Оказалось, что оптическое излучение тоже подрастает во время таких вспышек. Пусть на чуть-чуть (около трех процентов), но значимо, т.е. увеличение оптической светимости это четко зафиксированное явление. А природа его (как собственно и природа гигантских импульсов) остается непонятной. Статья Ширера и др. написана для Science, поэтому не является чрезмерно сложной для чтения. Если Ченг развивает подход, в котором излучение формируется далеко от поверхности пульсара, то в обзоре Баринга "High-Energy Emission from Pulsars: The Polar Cap Scenario" описывается модель, в которой жесткое излучение возникает вблизи полярной шапки пульсара. Разумеется, автор рассматривает, что нового смогут дать новые гамма-спутники. Лоример и др. ("An isolated 55.7-ms pulsar in the Galactic anti-centre") рапортуют об открытии интересного пульсара. Это одиночная нейтронная звезда с очень маленьким (по пульсарным меркам) магнитным полем. Обычно такие источники входят в состав двойных систем. Возможно, что одиночные объекты возникают из массивных двойных после взрыва второй звезды и разрушения звездной пары. Кроме нетеплового излучения нейтронные звезды могут излучать просто потому что они горячие. Роберто Туролла с соавторами рассматривают тепловое излучение кварковой звезды и применяют полученные результаты к известному объекту RX J1856.5-3754 - самому яркому из "великолепной семерки" (о радиотихих нейтронных звездах см. также нашу книгу).
Рефераты отдельных статей
Authors: S.Salim et al. Comments: 18 p., 4 fig. Submitted to ApJ Белые карлики очень "маленькие" звезды (правильнее говорить "компактные"). Их размеры лежат между размерами Земли и Юпитера. Меньше белых карликов только нейтронные звезды, радиусы которых составляют около десяти километров. Для того, чтобы ярко светить, белый карлик должен быть очень горячим, но и в этом случае поток излучения от него будет существенно меньше, чем от обычной (и не очень яркой) звезды типа нашего Солнца. А если белый карлик холодный, то заметить его можно с помощью очень хорошего инструмента и только с небольшого расстояния. Именно из-за этого старые и холодные белые карлики - хорошие кандидаты в невидимое темное вещество (речь идет только о барионной невидимой материи). Таким образом изучение близких к нам холодных белых карликов не сенсационная, но важная астрономическая задача. В данной работе пересмотрены фотометрические и спектральные оценки параметров 38 близких к нам холодных белых карликов. Интересным вопросом является происхождение этих звезд: относятся ли они к диску нашей Галактики или к ее сферическому гало? Ответить на этот вопрос можно измерив дисперсию пространственных скоростей звезд этой выборки. Она оказалась равной примерно 60 км/с, т.е. промежуточной между тонким диском и гало. Более детальное исследование, по-видимому, указывает на то, что в список входят как низкоскоростные белые карлики диска, так и быстрые объекты гало. Удалось оценить и пространственную плотность этих объектов: один холодный белых карлик приходится примерно на 10 000 кубических парсеков.
Authors: Avijit K.Ganguly and R.Parthasarathy Comments: 4 Pages, No figures Современные фундаментальные физические теории предсказывают, что наше пространство имеет больше четырех измерений. Дополнительные измерения замкнутые (циклические) и такие маленькие, что мы каждую секунду проходим мимо не замечая их существования. Очень интересно проверить существуют ли дополнительные измерения на самом деле? Для такой проверки предложено много способов, перед вами еще один: При определенных условиях наличие дополнительных измерений может проявляться в эффекте подобном эффекту Фарадея - в повороте плоскости поляризации распространяющегося излучения.
Authors: K. Nomoto et al. Comments: 49 pages, >20 figs. To be published in "Stellar Collapse" (Astrophysics and Space Science; Kluwer) ed. C. L. Fryer (2003) Фундаментальный обзор, он же глава книги, написанный одной из самых старых и опытных групп исследователей, несколько десятилетий занимающихся численным моделированием вспышек сверхновых. Удивительно, но две трети обзора занимают современные наблюдательные данные о сверхновых - то с чем ученые сравнивают свои модели. Существенная часть материала посвящена гиперновым: сверхмощным сверхновым, при коллапсах которых, возможно, происходят гамма-всплески.
Спектры четырех сверхновых типа Ic вблизи максимума их блеска: (сверху вниз) 1998bw, 1997ef, 2002ap и 1994I. Возможно, некоторые из них - гиперновые.
Authors: K. Nomoto et al. Comments: 13 pages. Invited Review published in "From Twilight to Highlight: The Physics of Supernovae," eds. W. Hillebrandt & B. Leibundgut, ESO/Springer Series "ESO Astrophysics Symposia" (Berlin: Springer) p.115--127 (2003) В настоящее время несколько групп наблюдательных фактов свидетельствуют о наличии темной энергии в количестве, достаточном для ускоренного расширения Вселенной в настоящее время. Первые указания появились в 1998 г. благодаря наблюдениям сверхновых типа Ia на больших красных смещениях. С тех пор не утихают споры насколько точно эти объекты соответствуют требованиям, предъявляемым к т.н. "стандартным свечам". Дело в том, что сверхновые могут обладать разной светимостью при разном химическом составе, разной массе взрывающегося объекта и т.д. Кроме того, важной могла бы оказаться роль пыли. В данном обзоре авторы кратко разбирают различные сценарии взрыва сверхновых Ia, и обсуждают к каким зависимостям светимости от красного смещения это может приводить.
На рисунке показано как для сверхновых Ia, родившихся в спиральных и эллиптических галактиках, светимость зависит от красного смещения. Видно, что на очень больших смещениях остаются только сверхновые в эллиптических галактиках и для них вариация светимости не столь велика. Напомним, что в настоящее время данные по сверхновым не являются ни единственным, ни даже основным доказательством ускорения расширения Вселенной. Так что острота спора несколько спала. Однако разобраться все равно надо.
Authors: F. Combes Comments: 10 pages, 5 figures, review paper in "Supernovae and dust" (Paris, May 2003), to be published by New Astronomy Reviews В дополнение в предыдущей статье стоит прочесть и эту, специально посвященную свойствам материнских галактик сверхновых. Эволюция сверхновых тесно связана с эволюцией галактик, т.к. изменяется их химический состав и параметры звездообразования. Автор показывает, что по кривой блеска все-таки можно правильно откалибровать светимость, чтобы использовать сверхновые в космологии.
Authors: Kirk B.W. Buckley, Max A. Metlitski, Ariel R. Zhitnitsky Comments: 5 pages Нейтронные звезды представляют большой интерес для физиков. В том числе для тех, кто занимается физикой сплошных сред, конденсированного состояния и т.п. Дело в том, что в их недрах вещество находится в очень интересных условиях. Только судить о поведении вещества приходится по косвенным признакам. Например, по свободной прецессии радиопульсаров. Линк (Link) считает, что существование свободной прецессии несовместимо с сосуществованием системы протонных магнитных трубок и системы нейтронных вихрей. Результатом этого должно служить разрушение магнитных трубок и выталкивание магнитного поля из сверхтекучего (и сверхпроводящего) ядра. Такое поведение свойственно сверхпроводникам первого типа. В данной статье авторы развивают эту идею. Показано, что при учете куперовского спаривния и протонов, и нейтронов, происходит разрушение системы магнитных трубок, что приводит к тому, что все поле выталкивается из ядра. За счет того, что в протонной трубке есть пары нейтронов, трубки начинают не отталкиваться (как в сверхпроводниках второго типа), а притягиваться. Сверхпроводимости в компактных звездах посвящена также статья "Meissner Effect and Vortex Dynamics in Quark Stars -- A Model for Soft Gamma-Ray Repeaters". В ней авторы предлагают модель источников мягких повторяющихся гамма-всплесков (МПГ), основанную на эффекте Мейсснера (выталкивание магнитного поля из сверхпроводника) и поведении вихрей в недрах кварковой звезды. Выталкивание магнитного поля приводит к пересоединению магнитных силовых линий, т.е. к быстрому выделению энергии.
Authors: Shamit Kachru et al. Comments: 41 pages Инфляция пока не имеет прямых наблюдательных подтверждений, но косвенных уже достаточно много, чтобы относиться к этой теории более чем серьезно. Теория струн выглядит очень привлекательно с теоретической точки зрения. Возможно, что ее развитие приведет к созданию некоторой общей теории, которая сможет собрать воедино кусочки современной картины мира. Поэтому есть основания надеяться, что в струнной теории должна появляться инфляция. На эту тему есть множество работ. В своей статье группа авторов, включающая Ренату Каллош и Андрея Линде, детально рассматривает эту проблему. Основной вывод не очень оптимистичен: обычно недоучитываются некоторые детали, которые оказываются критичными. Поэтому пока рано говорить о том, что в теории струн естественным образом возникает инфляция, требуется некоторая подгонка параметров. Но авторы выражают надежду, что это не непреодолимая трудность, и пока подгонка не выглядит слишком натянутой.
Authors: Adam G. Riess et al. Comments: accepted for publication, ApJ Letters В продолжение темы о сверхновых Ia. Авторы описывают наблюдения объектов этого типа на больших красных смещениях с помощью Космического телескопа. Представлен спектр самой далекой сверхновой (точнее, сверхновая самая далекая из всех, для которых удалось получить спектр). Полученные данные позволяют надеяться на создание методики, которая даст возможность выделять больше сверхновых на красных смещениях 1.2 < z < 1.8.
Authors: Keiichi Wada, Jin Koda Comments: 22 pages, 13 figures, submitted to MNRAS Спиральные галактики, наверное, самые "правильные" космические объекты. Устойчивы ли их спирали? Можно ли ответить на этот вопрос хотя бы в чисто гидродинамическом приближении? Как на спиральную ударную волну воздействует спиральный гравитационных потенциал диска галактики? Численное моделирование, проведенное авторами данной работы, показало, что устойчивость спиральной волны зависит от ее угла закрутки (питч-угла) и от скорости волны. Волна с углом закрутки 10o становится устойчивой при числе Маха M>3-6, а при угле 20o она всегда неустойчива. (Результаты интересные, но, вероятно, на самом деле все существенно сложнее.)
Численные расчеты иллюстрирующие реакцию газового диска на спиральный гравитационный потенциал.
Authors: K.S. Cheng Comments: 13 pages, 9 figures Жесткое излучение радиопульсаров порождается ультрарелятивистскими электронами движущимися в искривленном магнитном поле нейтронной звезды. Электроны образуются в так называемом "зазоре" - области где присутствует нескомпенсированное электрическое поле. В настоящее время между собой конкурируют две группы моделей - с внутренним и внешним зазорами - в первой из них зазор расположен на поверхности пульсара вблизи его магнитных полюсов, во второй - во внешних частях магнитосферы вблизи светового цилиндра. В моделях с внешним зазором геометрия магнитосферы (особенно области каспа вблизи магнитных полюсов) определяет диаграмму направленности жесткого излучения и, как следствие, профиль импульса радиопульсара в жестком диапазоне. Авторам данной работы удалось в рамках самосогласованной трехмерной геометрической модели магнитосферы объяснить ряд свойств профилей импульсов пульсаров в нескольких энергетических диапазонах.
Трехмерная структура внешнего зазора, объясняющая наблюдаемые профили излучения пульсаров в гамма-диапазоне
Authors: V. Barger, D. Marfatia and K. Whisnant Comments: 110 pages, 34 figures Огромный (110 страниц!) фундаментальнейший обзор охватывает как саму физику массивных нейтрино (эксперимент и теорию), так и ее физические (реакторы, процессы в атмосфере и т.д.) и астрономические (первичный нуклеосинтез, лептогенез, реликтовое излучение, сверхновые) приложения. Много места уделено феноменологии осцилляций нейтрино и нарушению симметрий. Рассмотрены также возможные пути дальнейшего развития данного направления в науке.
Одна из иллюстраций обзора: нейтринные процессы при взрыве сверхновой
Authors: K. Bernloehr et al. Comments: 28 pages, 20 figures astro-ph/0308247 Оптическая система черенковского атмосферного телескопа HESS. II. юстировка зеркал (The optical system of the H.E.S.S. imaging atmospheric Cherenkov telescopes, Part II: mirror alignment and point spread function) Authors: R. Cornils et al. Comments: 23 pages, 13 figures H.E.S.S. (High Energy Stereoscopic System) - стереоскопический атмосферный черенковский телескоп для регистрации частиц сверхвысоких энергий.
В этих двух статьях вы найдете много информации об устройстве его оптической системы.
Authors: Arnon Dar, A. De Rujula Comments: Submitted to MNRAS. 77 pages, 37 figures Авторы данного обзора придерживаются "альтернативной" теории механизмов гамма-всплесков (по-видимому, они единственные ее сторонники). Однако в обзоре часть, посвященная этой теории, занимает немного места, зато удачно собран многочисленный фактический материал. Поэтому я рекомендую его тем, кого интересует этот необычный феномен.
Authors: Myung Gyoon Lee Comments: 28 pages, 14 figures Гигантские эллиптические галактики "сидят" в центрах скоплений галактик. Вероятно они образовались в результате слияния большого числа "обычных" галактик. Наблюдения показывают, что процесс формирования этих галактик происходит при z>2 (т.е. более 10 млрд. лет назад). Шаровые скопления гигантских эллиптических галактик (а их число у некоторых галактик доходит до 10000) четко разделяются на две группы по цветам: голубые шаровые скопления, звезды в которых очень бедны металлами, и красные шаровые скопления, состоящие из звезд с металличностью близкой к Солнечной. По-видимому, голубые скопления образовались 12-13 млрд. лет назад (т.е. до слияния галактик к которым они принадлежали), а красные - 10-11 млрд. лет назад, одновременно с самой гигантской эллиптической галактикой. Получается, что химическая эволюция вещества галактик в интервале между образованиями этих двух популяций шаровых скоплений шла чрезвычайно быстро.
М49 - гигантская эллиптическая галактика в скоплении Девы
Authors: Hideki Asada Comments: 8 pages, 4 figures; accepted for publication in Prog. Theor. Phys Всем кто интересуется математическим аппаратом процесса гравитационного линзирования рекомендую данную статью. Авторам удалось найти простое выражение для критических кривых двойной гравитационной линзы и на этой основе получить их параметрическое представление. То же самое удалось сделать и для каустик. Теперь можно будет легко конструировать шаблоны кривых блеска, позволяющие определять параметры линзирующей двойной системы.
Authors: N.N. Chugai, L.R. Yungelson Comments: Accepted for publication in Astronomy Letters, 13 pages, 6 figures Кривые блеска некоторых сверхновых типа Ia имеют странные особенности. Авторы предлагают модель, в которой такие феномены объясняются тем, что взрыв произошел в плотном газе, окружающем звезду. Оболочки должны быть достаточно тяжелыми (несколько масс Солнца). Они могут образовываться из вещества красного гиганта, который входит в тесную систему с белым карликом. Собственно именно карлик и взорвется за счет нааккрецированного вещества гиганта. Можно обойтись и одиночной звездой с массой порядка 8 масс Солнца.
Authors: Michel Rieutord Comments: 10 pages, IAU Symp. 215 ``Stellar Rotation'', eds. A.Maeder, P.Eenens, ASP Conf Ser. in press Если вращение звезд в двойной системе не синхронно (т.е. угловые скорости звезд отличаются от скорости орбитального вращения или вектора моментов импульса компонент системы не совпадают по направлению с вектором орбитального момента) или если орбита двойной системы не круговая, то в системе начинают действовать диссипативные механизмы, которые стремятся привести систему в окончательное состояние: с круговой орбитой и звездами, всегда обращенными друг к другу одной стороной. Какие механизмы тут работают и как быстро происходят процессы синхронизации и циркуляризации? Вот основная тема данной работы. Отметим, что вращению звезд, точнее их магнитному торможению посвящена еще одна совсем свежая работа: "Magnetic Braking Revisited".
Authors: F. Curtis Michel (Rice Univ., Houston, TX) Comments: 12 pages, 11 figures, to be published Advances in Space Research В 10 страниц данной статьи (еще 2 занимает литература) в очень сжатом виде вместилась история развития теории пульсаров в течении последних 35 лет. Полной и самосогласованной теории пока так и не удалось создать, но многие вопросы получили свое (возможно не полное) решение. В их число входит идея о том, что плазма должна ускоряться вдоль магнитных линий полярного каспа и другая идея, что так называемый "пульсарный ветер" ускоряется центробежными силами, а низкочастотные электромагнитные волны огромной амплитуды не играют в этом процессе никакой роли. Изображения пульсара в Крабе, полученные на HST и Chandra очень похожи на раннюю модель Краузе-Полстрофа-Майкела, состоящую из двух полярных джетов и экваториального тора захваченной заряженной плазмы (т.е. противоречит распределению, выведенному Голдрайхом и Джулианом, и большинству работ в данной области, опубликованным в последние 33 года).
Authors: Pavel Kroupa, Carsten Weidner Comments: ApJ, accepted, 6 pages, 3 figures Павел Крупа - известный специалист по звездной астрофизике, особенно известны его работы по функции масс звезд - т.е. распределению звезд по массам. Такие исследования очень важны, т.к. масса - основной параметр звезды. И, соответственно, распределение звезд по массам является входным параметром многих и многих исследований, где рассматриваются большие популяции звезд. В данной статье авторы показывают следующее. Известно, что функция масс звезд в скоплениях хорошо описывается функцией масс Солпитера. Это степенной закон с экспонентой 2.35. С другой стороны известно, что функция масс самих скоплений в широком диапазоне (до десяти миллионов масс Солнца) хорошо описывается степенным законом с параметром 2. Авторы показывают, что два этих факта вместе приводят нас к выводу о том, что функция масс звезд в поле Галактики должна быть круче солпитеровской, т.е. ее наклон больше 2.35 и составляет примерно 2.8 или даже больше.
Authors: A.Possenti et al. Comments: 9 pages, 5 embedded figures, Accepted for publication in ApJ В шаровом скоплении NGC 6266 открыты три новых двойных миллисекундных радиопульсара. Их периоды равны 5.2, 3.6 и 3.8 мс, а орбитальные периоды составляют, соответственно, 3.8, 0.14 и 0.22 дня. Орбиты всех трех систем почти круговые (e<10-4). Теперь в этом скоплении известно 6 двойных радиопульсаров и ни одного одиночного.
Authors: Barton J. Pritzl et al. Comments: 5 pages, including 3 figures and 1 table, emulateapj5/apjfonts style. Accepted by the Astrophysical Journal Letters
С ростом наблюдательных возможностей растет качество и количество данных по
эволюции галактик. При этом иногда удается обнаружить достаточно необычные
объекты.
В этой статье представлены данные по карликовой галактике HIPASS J1321-31.
Чем же она так примечательна? Авторы обнаружили в ней довольно много ярких
красных звезд. Этому может быть несколько объяснений. Однако по мнению
авторов наиболее подходящим является наличие популяции красных гигантов с
возрастом порядка одного миллиарда лет. Что же тут необычного?
Необычное заключается в отсутствии заметного числа более молодых звезд.
Т.е. после периода достаточно бурного звездообразования (когда образовались
наблюдаемые гиганты) было относительное затишье, когда звезды практически не
образовывались. Это довольно странное поведение наблюдается впервые.
Других примеров подобной эволюции галактики пока нет.
Отметим, правда, что работа по определению звездного состава далекой слабой
галактики таит в себе много сложностей, так что не исключено, что
отыщутся и другие объяснения.
|
||||
