В работе рассматривается проблема происхождения космических лучей ультравысоких энергий - КЛУВЭ (внегалактических) и высоких энергий (галактических). Первая часть посвящена анализу данных эксперимента Telescope Array: проводится поиск фотонов ультравысоких энергий, как диффузных, так и от точечных источников; с помощью методов машинного обучения улучшается реконструкция энергий и направлений прихода космических лучей по данным этого эксперимента. Вторая часть посвящена непрямому поиску темной материи: делается интерпретация наиболее энергичных нейтрино IceCube в качестве продуктов распада темной материи; изучается перспективность поиска распада темной материи через наблюдение фотонов ультравысоких энергий от точечных источников; рассматривается модель темной материи распадающейся во время рекомбинации в свете современных ограничений на космические потоки гамма-квантов и нейтрино. Третья часть посвящена анализу анизотропии КЛУВЭ: предлагается новый метод оценки их массового состава из распределения направлений их прихода; с помощью этого метода и данных Telescope Array оценивается массовый состав, который оказывает очень тяжелым при самых высоких энергиях; рассматривается частица экстремальной энергии детектированная Telescope Array и на основании данных о ней выводится наиболее сильное ограничение на расстояние до ближайшего источника КЛУВЭ. В четвертой части работы анализируется крупно- и средне-масштабная анизотропия КЛУВЭ по полному небу (объединенные данные Telescope Array и Pierre Auger); делается ее интерпретация в свете моделей источников. В пятой части работы реконструируются спектры отдельных массовых компонент галактических космических лучей (энергии 1-100 ПэВ) с помощью архивных данных эксперимента KASCADE и методов машинного обучения, разработанных специально для этой цели; показывается, что излом в спектре космических лучей при энергии 3-4 ПэВ (т.н. колено) обеспечен соответствующим изломом в спектре протонов. (по материалам докторской диссертации)

Часть 1. С помощью наблюдений на оптических телескопах АЗТ-33ИК, РТТ-150 и анализа архивных данных обзоров 6dF и SDSS отождествлены и классифицированы 48 активных ядер галактик, зарегистрированных ART-XC в ходе обзора всего неба. Исследованные объекты оказались сейфертовскими галактиками разных типов (19 – Sy1, 17–Sy2, 10–Sy1.9, 2–NLSy1) на z<0.3. Это позволило увеличить полноту отождествления источников в каталоге первых пяти обзоров неба СГР/ART-XC до 95%. По данным телескопов eROSITA и ART-XC измерены характеристики рентгеновского излучения 38 АЯГ. Оценены массы чёрных дыр и эддингтоновские отношения для 18 объектов типов Sy1 и NLSy1. Часть 2. Среди новых рентгеновских источников, открытых в ходе обзора всего неба ART-XC, выявлен источник SRGA J2306+1556, который с помощью архивных многоволновых данных и специально организованных рентгеновских наблюдений удалось отождествить как радиогромкий квазар на z=0.4389 с высокой рентгеновской светимостью (~6x10^45 эрг/c в максимуме кривой блеска в диапазоне энергий 2-10 кэВ) и значительным внутренним поглощением (NH~2x10^23 см^-2). Такие мощные квазары практически не встречаются во Вселенной на z<0.5 (последние пять миллиардов лет космической истории), поэтому SRGA J2306+1556 может служить уникальной лабораторией для исследования процессов, которые происходили в похожих, но гораздо более далеких квазарах. Часть 3. По данным продолжительных наблюдений квазара PG1634+706 на z=1.337 – одного из самых мощных во Вселенной до z<1.5 – с помощью телескопов eROSITA, ART-XC обсерватории СРГ и обсерватории XMM измерены характеристики его рентгеновского излучения. Обнаружена широкая (FWHM~1кэВ) эмиссионная линия FeK⍺ с эквивалентной шириной ~120эВ, которая, вероятно, возникает в результате отражения излучения горячей короны от аккреционного диска. Измеренный наклон рентгеновского континуума находятся в диапазоне от 1.8 до 2.0, характерном для АЯГ значительно более низкой светимости, и не соответствует тенденции укручения рентгеновских спектров АЯГ с увеличением их светимости, о которой заявлялось в ряде работ. Показано, что за всю 17-летнюю историю наблюдений квазара PG1634+706 его рентгеновская светимость варьировалась не более чем в 2.5 раза, а вариации на масштабах времени нескольких недель и нескольких лет сравнимы по амплитуде.

В первой части доклада будет представлен метод оценки чувствительности к обнаружению точечного источника в любом положении на небесной сфере, на основе рентгеновской апертурной фотометрии, используя данные первых четырех полных сканирований неба ART-XC. Метод позволяет вычислять верхние пределы на поток в диапазоне 4-12 кэВ на любом заданном уровне значимости. Алгоритм реализован как на основе распределения Пуассона, так и с использованием теоремы Байеса. Во второй части доклада будет представлена техническая реализация метода в виде сервиса, развернутого на аппаратных мощностях ИКИ. Русская и английская версии статьи доступны по адресу https://www.srg.cosmos.ru/publications/185/show