About Роман Кривонос

This author has not yet filled in any details.
So far Роман Кривонос has created 199 blog entries.
12 03, 2021

Рентгеновский фон Вселенной измерен с рекордной точностью

2021-03-16T13:23:45+00:00 12 03 2021|Categories: Сообщения|

Благодаря уникальной методике пространственной модуляции рентгеновского фона на детекторах орбитального телескопа NuSTAR (NASA) удалось исследовать с рекордной точностью космический рентгеновский фон — излучение миллионов сверхмассивных черных дыр в нашей Вселенной. Старший научный сотрудник ИКИ РАН Роман Кривонос и его коллеги смогли добиться точности измерения меньше одного процента, при незначительном вкладе шумовых сигналов.

Статья принята к печати в апрельском номере журнала Monthly Notices of the Royal Astronomical Society и опубликована онлайн. Работа непосредственно связана с подготовкой нового рентгеновского эксперимента ИКИ РАН «Монитор всего неба» на борту Международной космической станции, который должен начаться в 2022 г.

Изучать Вселенную можно с помощью нескольких информационных каналов. Это прежде всего электромагнитное излучение (к нему относится видимый свет —главный источник информации для большинства людей) и космические лучи —потоки заряженных частиц (в последнее время к ним добавились нейтрино и гравитационные волны). Пожалуй, наиболее известным источником информации о всей нашей Вселенной сразу является микроволновый реликтовый фон, который сохранил «память» о раннем периоде ее эволюции. Однако еще до открытия микроволнового фона астрофизики знали о существовании рентгеновского излучения, которое заполняет всю Вселенную.

В первых же астрономических рентгеновских наблюдениях начала 60-х годов XX века было обнаружено изотропное (т.е. идущее со всех направлений) рентгеновское излучение — космический рентгеновский фон (КРФ или CXB, Cosmic X-ray Background). По мере развития рентгеновской астрономии утвердилось понимание природы этого фона, который, как оказалось складывается из излучения многих миллионов отдельных объектов — сверхмассивных черных дыр, поглощающих окружающее вещество в ядрах далеких и близких галактик.

Несмотря на давнюю историю рентгеновских исследований и неуклонное развитие наблюдательной техники, точно измерить характеристики космического рентгеновского фона по-прежнему сложно, в первую очередь, потому, что необходимо отделить «полезный сигнал» космического излучения от посторонних шумов, возникающих в рентгеновских детекторах. Преодолевая эти трудности, то есть получая всё более «чистые» карты космического рентгеновского фона, мы можем надеяться увидеть неоднородности в его распределении. На одних участках неба он будет ярче, где-то, напротив, тусклее, и эти неоднородности несут новую информацию о строении нашей Вселенной, поскольку распределение сверхмассивных черных дыр соответствует тому, как распределены в пространстве галактики и скопления галактик.

В ИКИ РАН уже долгое время ведутся активные исследования космического рентгеновского фона. В 2003 году под руководством М. Г. Ревнивцева было проведено измерение рентгеновского фона по данным орбитальной рентгеновской обсерватории им. Бруно Росси (NASA). В 2006 году гамма-обсерватория ИНТЕГРАЛ (ЕКА, НАСА, Роскосмос) провела уникальный эксперимент по измерению энергетического спектра рентгеновского фона, используя маневр прохождения диска Земли через поля зрения телескопов обсерватории. Результаты этого эксперимента можно найти в статье Е. М. Чуразова с коллегами.

За несколько десятилетий развития рентгеновской астрономии точность измерения космического рентгеновского фона была доведена до нескольких процентов. Но этого оказалось недостаточно для изучения флуктуаций фона, связанных с неоднородностью распределения галактик в ближней Вселенной (несколько десятков мегапарсек) и с точечной (не диффузной) природой фона. Иными словами, пиксели на картах интенсивности рентгеновского фона были всё ещё достаточно крупными для детального анализа.

Используя уникальную методику пространственной модуляции рентгеновского фона на детекторах орбитального телескопа NuSTAR (NASA), Роману Кривоносу с коллегами удалось добиться рекордной точности измерения космического рентгеновского фона — меньше одного процента, при незначительном вкладе систематического шума.

«Мы измерили спектр КРФ в диапазоне энергий от 3 до 20 кэВ по данным наблюдений орбитального телескопа NuSTAR (NASA), — говорит Роман Кривонос, старший научный сотрудник отдела астрофизики высоких энергий ИКИ РАН. —Обнаруженные различия в интенсивности фона в нескольких исследованных площадках на небе хорошо согласуются с теми, которые мы ожидали обнаружить из-за вариаций в населении сверхмассивных черных дыр. Это открывает новые возможности для изучения угловых флуктуаций фона»

«Картинка месяца» обсерватории ИНТЕГРАЛ (март). Величина потоков фонового рентгеновского излучения в диапазоне 3–20 кэВ по данным обсерватории NuSTAR (NASA) с использованием нового метода пространственной модуляции. Синим и красными цветами показаны значения, измеренные на двух детекторных модулях обсерватории. Пунктиром показаны результаты измерений, выполненных обсерваториями ИНТЕГРАЛ и HEAO-1. Результаты новых измерений в целом согласуются с результатами обсерватории ИНТЕГРАЛ, но примерно на 8% выше, чем поток, измеренный HEAO-1. Из статьи Кривонос и др., 2021

Новый метод высокоточных измерений интенсивности рентгеновского фона, возможно, поможет обнаружить предсказанные в 2019 г. С.А. Гребеневым и Р.А. Сюняевым искажения в спектре фона, которые появляются в направлении на скопления галактик. Они должны возникать, когда фотоны рентгеновского фона проходят через горячий межгалактический газ скоплений.

Ученые ИКИ РАН планируют продолжить исследовать рентгеновский фон Вселенной с помощью прибора «Монитор всего неба» (МВН) на Международной космической станции (МКС), который разрабатывается в отделе астрофизики высоких энергий ИКИ РАН. В ходе эксперимента исследователи планируют исследовать рентгеновский фон уже в более высокоэнергичном диапазоне 6–70 кэВ.

Идея эксперимента МВН состоит в том, чтобы использовать особенности орбиты МКС для обзора всего неба в рентгеновских лучах. Поставка летного образца МВН в РКК «Энергия» планируется в октябре 2021 г. Начало космического эксперимента на МКС запланировано на 2022 г.

Дополнительная информация:
  1. Roman Krivonos et al. NuSTAR measurement of the cosmic X-ray background in the 3–20 keV energy band Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 502, Issue 3, April 2021, Pages 3966–3975
  2. INTEGRAL Picture of the Month. March 2021. New Measurements of the Cosmic X-Ray Background
  3. Космический рентгеновский фон. Лекция д.ф.-м.н. Михаила Ревнивцева
  4. 23.04.2015 Как технологический эксперимент превратился в телескоп: на МКС будет поставлен эксперимент по изучению космического рентгеновского фона. Сообщение пресс-служба ИКИ РАН
  5. D.V. Serbinov, M.N. Pavlinsky, A.N. Semena, N.P. Semena, A.A. Lutovinov, S.V. Molkov, M.V. Buntov, V.A. Arefiev, I.Y. Lapshov, “MVN experiment – All Sky Monitor for measuring cosmic X-ray background of the Universe onboard the ISS”, Experimental Astronomy (accepted 08.01.21).

  6. РОСКОСМОС:  Рентгеновский фон Вселенной измерен с рекордной точностью
  7. ТАСС:  На МКС с 2022 года начнется эксперимент по исследованию рентгеновского фона Вселенной

Источник: ПРЕСС-ЦЕНТР ИКИ РАН

10 02, 2021

Академик Рашид Сюняев включен в список выдающихся членов Американского астрономического общества

2021-02-10T14:32:52+00:00 10 02 2021|Categories: Пресс-центр ИКИ РАН|

В начале февраля Американское астрономическое общество (AAS) объявило об избрании новых выдающихся членов Общества: AAS Fellows и AAS Legacy Fellows. В их число вошёл академик Рашид Алиевич Сюняев, главный научный сотрудник Института космических исследований РАН, почётный директор Института астрофизики Общества им. Макса Планка (Германия), научный руководитель проекта «Спектр-РГ».

Американское астрономическое общество (American Astronomical Society, AAS) объединяет около 8000 профессиональных астрономов. В 2019 г. оно учредило новую высшую категорию членства — Fellows, которая присуждается членам AAS за «за оригинальные исследования и публикации, инновации в астрономических методах или приборах, значительный вклад в образование и публичное просвещение, а также за выдающиеся заслуги перед астрономией и самим Обществом». В 2020 г. состоялось первое избрание, и 200 ученых вошли в Первый список выдающихся членов AAS, который получил название AAS Legacy Fellows.

2 февраля 2021 г. AAS объявило об избрании новых выдающихся членов Общества, а также о дополнениях в Первый список, куда вошёл академик РАН Рашид Алиевич Сюняев, главный научный сотрудник ИКИ РАН и почетный член AAS с 1997 г.

Академик Рашид Алиевич Сюняев также является иностранным членом Национальной академии наук США, Национальной академии Германии «Леопольдина», Королевского общества Великобритании, Королевской академии наук и искусств Нидерландов и ряда других зарубежных академий. В 2014 г. Китайская академия наук избрала Р. А. Сюняева своим Эйнштейновским профессором. С 2010 г. Р. А. Сюняев является почетным приглашенным профессором Института перспективных исследований в Принстоне (Institute for Advanced Study, США).

Дополнительная информация:
  1. 02.02.2021 AAS Names 31 New Fellows for 2021. Пресс-релиз Американского астрономического общества
  2. 29.02.2020 American Astronomical Society Announces First Class of AAS Fellows. Пресс-релиз Американского астрономического общества
  3. Описание программы AAS Fellows на сайте Американского астрономического общества
1 02, 2021

Медаль им. Я.Б. Зельдовича для молодых ученых КОСПАР и РАН вручена Ильдару Хабибуллину

2021-02-01T15:17:35+00:00 01 02 2021|Categories: Премии, Сообщения|

Медаль имени Якова Борисовича Зельдовича для молодых ученых КОСПАР и РАН вручена к.ф.-м.н. Ильдару Хабибуллину, сотруднику Института космических исследований РАН.

Ильдар Хабибуллин — старший научный сотрудник отдела астрофизики высоких энергий ИКИ РАН и сотрудник Института астрофизики Общества им. Макса Планка (Германия).

Медаль Я. Б. Зельдовича (комиссия E, «Астрофизические исследования из космоса») была присуждена за «значительный вклад в расшифровку ранней высокоэнергичной активности сверхмассивной черной дыры Sgr A* в центре нашей Галактики и проникновение в суть физических процессов, идущих в галактических коллапсировавших объектах».

«Я занимаюсь исследованием высокоэнергичных процессов в астрофизических условиях, в частности, их наблюдательными проявлениями в рентгеновском и микроволновом диапазоне длин волн.  Конкретно это касается аккрецирующих компактных объектов: черных дыр, нейтронных звезд и белых карликов, — межзвездной и межгалактической среды, а также ранней Вселенной, — рассказывает Ильдар. — Круг этих вопросов постоянно расширяется, потому что практически каждый день в астрофизическом мире появляется что-то новое и интересное, что хочется понять и «пережить» по-своему. Новые обсерватории и инструменты все дальше отодвигают горизонты неизвестного, а новые теоретические методы и детальное численное моделирование позволяют глубже и разностороннее понимать то, что мы знали давно, и то, что узнали совсем недавно».

«Поток научной информации в последние годы стал совершенно колоссальным и, конечно, продолжит расти и дальше. Наверное, только совместные усилия больших научных коллабораций позволят в полной мере использовать научный потенциал современных обсерваторий».

В 2015 году Ильдар успешно защитил кандидатскую диссертацию по теме «Внегалактические транзиентные источники в планируемом обзоре неба обсерватории «Спектр-РГ» и архивных данных ROSAT и XMM-Newton. Моделирование рентгеновского излучения релятивистских струй». Его результаты используются сейчас для обработки данных обсерватории «Спектр-РГ», которая была успешно выведена в космос 13 июля 2019 г. и в начале декабря того же года приступила к выполнению основной задачи своей миссии — обзору всего неба. Этот этап продлится 4 года, то есть примерно до конца 2023 г., за которым последуют наблюдения выбранных наиболее интересных объектов и участков неба.

Сейчас Ильдар работает с данными телескопа eROSITA — одним из двух телескопов на борту обсерватории. Работа включает и «техническую» часть — калибровку характеристик телескопа, и научную. Данные СРГ/eROSITA позволяют исследовать Вселенную уже сейчас, в ходе продолжающегося обзора.

«Я занимаюсь исследованием диффузной межзвездной среды и скоплений галактик. Можно не сомневаться, что СРГ/eROSITA будет как минимум сравнима со своим замечательным предшественником, немецким спутником ROSAT (1990–99), если говорить о трансформации наших представлений о строении и эволюции Галактики и Вселенной. Если попытаться описать эти данные одним словом, то я бы, наверное, выбрал слово «полнота» — и ROSAT для своего времени, и «Спектр-РГ» сейчас предоставляют нам максимально возможный объём данных о рентгеновском небе. Именно благодаря этому данные СРГ будут оставаться актуальными и востребоваными на протяжении десятилетий.

Но, конечно, даже с учетом этого, СРГ позволяет нам изучить лишь некоторые аспекты полной рентгеновской картины миры, и нужно заниматься разработкой и поддержкой новых и перспективных направлений — таких как рентгеновская поляриметрия и спектроскопия с микрокалориметрическим разрешением. С их помощью мы сможем совершенно по-иному взглянуть на привычные объекты и явления, лучше понять физические процессы, лежащие в их основе, и наверняка найти что-то неожиданное, о чем сейчас можем лишь догадываться».

 

Источник: Пресс-Центр ИКИ РАН.

23 11, 2020

Роман Кривонос (ИКИ)

2020-12-06T13:06:23+00:00 23 11 2020|Categories: Семинары отдела|

Измерение космического рентгеновского фона в диапазоне 3-20 кэВ по данным орбитального телескопа НуСТАР

В первых рентгеновских астрономических наблюдениях в начале 60х годов было обнаружено изотропное рентгеновское излучение — космический рентгеновский фон (КРФ) Вселенной. По мере развития рентгеновской астрономии утвердилось понимание природы этого излучения. Согласно общепринятой точке зрения, КРФ складывается из излучения многочисленных активных галактических ядер, а широкополосный спектр КРФ содержит информацию об истории роста сверхмассивных черных дыр во Вселенной. Несмотря на давнюю историю рентгеновских исследований и стремительное развитие наблюдательной техники, измерение точных характеристик КРФ сопряжено со значительными трудностями. Мы измерили спектр КРФ в диапазоне энергий от 3 до 20 кэВ по данным наблюдений орбитального телескопа НуСТАР (НАСА). Достигнута рекордная статистическая точность измерений меньше одного процента, при незначительном вкладе систематического шума. Наблюдаемые отличия интенсивности КРФ в различных направлениях на небе согласуются с ожидаемой дисперсией КРФ из-за вариаций в населении точечных источников, что открывает новые возможности для изучения угловых флуктуаций КРФ на масштабе нескольких квадратных градусов. Это исследование можно рассматривать как подготовку к эксперименту “Монитор Всего Неба” на МКС, разрабатываему в отделе астрофизики высоких энергий ИКИ РАН.

Статья на сайте электронных препринтов astro-ph: https://arxiv.org/abs/2011.11469

Студентам и аспирантам, в качестве подготовительного материала про рентгеновский фон, полезно посмотреть лекцию Михаила Ревнивцева: https://postnauka.ru/video/35072

2 07, 2020

Ушел из жизни Михаил Павлинский

2020-07-02T15:41:04+00:00 02 07 2020|Categories: Без рубрики|

1 июля 2020 года, после тяжелой болезни, скончался заместитель директора ИКИ РАН по проекту «Спектр-РГ», заведующий отделом № 52 Павлинский Михаил Николаевич.

Памяти Михаила Николаевича Павлинского

Письма соболезнования

15 01, 2020

Российские астрофизики обнаружили гамма-излучение от гравитационного-волнового события GW 190425, вызванного слиянием нейтронных звезд

2020-01-15T12:03:23+00:00 15 01 2020|Categories: Без рубрики|

6 января 2020 г. в Гонолулу, в рамках съезда Американского Астрономического Общества (The American Astronomical Society), прошла пресс-конференция, на которой представители коллаборации LIGO/Virgo подтвердили ассоциацию гравитационно-волнового события S190425z, зарегистрированного 25 апреля 2019 г., со слиянием нейтронных звезд в компактной двойной системе. Статья по результатам исследования этого события, получившего официальное наименование GW 190425, направлена в журнал.

Единственным проявлением этого события в электромагнитном спектре излучения стал гамма-всплеск, обнаруженный группой астрофизиков из ИКИ РАН в результате анализа данных обсерватории ИНТЕГРАЛ. Статья, сообщающая о регистрации гамма-всплеска GRB 190425, связанного с этим событием, опубликована в ноябрьском выпуске «Писем в Астрономический журнал» за 2019 г.

Суммарная масса нейтронных звезд, слияние которых стало источником события S190425z, оказалась довольно большой — порядка 3.4 массы Солнца (большинство нейтронных звезд в галактических рентгеновских и радио-пульсарах имеют массу всего около 1.4 массы Солнца).

Из-за того, что событие было зарегистрировано лишь одним детектором LIGO, расположенном в Ливингстоне (США), область его локализации оказалась большой — порядка 7500 кв. град. Несмотря на масштабную кампанию по поиску оптического компонента события (послесвечения или вспышки килоновой), он не был обнаружен. Единственное проявление события GW 190425 в электромагнитном спектре излучения было найдено в гамма-диапазоне сотрудниками ИКИ РАН Алексеем ПозаненкоПавлом МинаевымСергеем Гребеневым и Иваном Человековым в результате анализа данных детектора SPI-ACS международной орбитальной астрофизической обсерватории ИНТЕГРАЛСтатья, сообщающая о регистрации гамма-всплеска GRB 190425, связанного с этим событием, опубликована в ноябрьском выпуске журнала «Письма в Астрономический журнал» за 2019 г. и доступна в архиве электронных препринтов.

Зависимость от времени скорости счета фотонов детектором SPI-ACS непосредственно до и после гравитационно-волнового события S190425z. Длительность бина равна 0.85 c, время отсчитывается от момента регистрации события детекторами LIGO/Virgo (вертикальная штриховая линия), штриховые (красные) линии отмечают диапазон случайных отклонений на уровне 3σ. Хорошо виден гамма-всплеск GRB 190425

Событие GW 190425 стало второй в истории регистрацией детекторами LIGO/Virgo гравитационных волн от слияния нейтронных звезд (количество зарегистрированных гравитационно-волновых событий от слияния двойных черных дыр с 2015 г. исчисляется уже десятками). Оно также стало второй регистрацией электромагнитной составляющей (а именно гамма-излучения) гравитационно-волнового события.

Ранее от первого события слияния нейтронных звезд GW 170817 был зарегистрирован гамма-всплеск GRB 170817A, а затем и килоновая AT2017gfo. Ученые ИКИ РАН и тогда не остались в стороне от оптических наблюдений килоновой и анализа данных гамма-обсерваторий (arXiv:1710.05448, см. также arXiv:1710.05833 и arXiv:1710.05449).

Карта наиболее вероятной локализации детекторами LIGO/Virgo события S190425z (синий и зеленый цвета соответствуют наибольшей вероятности). На карту нанесены область затенения Землей монитора Fermi/GBM и область, попадавшая в это время в поле зрения телескопа IBIS-ISGRI обсерватории INTEGRAL. Источник гамма-всплеска может находиться лишь в незаштрихованной части карты — в северной области локализации LIGO/Virgo

Гамма-всплески GRB 170817A и GRB 190425 во многом похожи. В частности, хотя по своей природе они относятся к «коротким» всплескам (I-го типа), гамма-излучение в них регистрировалось вплоть до почти 6 секунды после момента слияния нейтронных звезд. Достоверность регистрации нового всплеска GRB 190425 оказалась заметно выше достоверности регистрации GRB 170817A прибором SPI-ACS. Наиболее чувствительный к гамма-всплескам монитор GBM на борту обсерватории Fermi (NASA), работающей на околоземной орбите, не смог зарегистрировать этот гамма-всплеск, так как его источник был закрыт Землей. Отсутствие регистрации всплеска монитором GBM при уверенном детектировании прибором SPI-ACS позволяет заметно сузить область локализации источника гравитационно-волнового события GW 190425.

Регистрация еще одного гамма-всплеска, GRB 190425, от события слияния нейтронных звезд демонстрирует важность и подтверждает высокую результативность применения многоканального (multi-messenger) подхода к исследованию гравитационно-волновых событий для решения фундаментальных проблем в этой новой области современной астрономии и астрофизики.

Дополнительная информация:
  1. B.P. Abbott, et al. GW190425: Observation of a compact binary coalescence with total mass ∼3.4 Msun (также на сайте arxiv.org)
  2. А.С. Позаненко, П.Ю. Минаев, С.А. Гребенев, И.В. Человеков. Наблюдение в гамма-диапазоне второго  связанного со слиянием нейтронных звезд события LIGO/Virgo S190425z, «Письма в Астрономический журнал», 2019, т. 45, № 11, сс. 768-786. (in English: A.S. Pozanenko, P.Yu. Minaev, S.A. Grebenev, I.V. Chelovekov Observation of the second LIGO/Virgo event connected with binary neutron star merger S190425z in the gamma-ray rangeAstronomy Letters, 2019, v. 45, No. 11, in press)
  3. 17.10.2017 От LIGO, «Интеграла» и «Ферми» к сотням телескопов: астрономия в режиме «интернет-мессенджера» Сообщение пресс-центра ИКИ РАН
  4. 16.10.2017 Обсерватории LIGO/Virgo, «Интеграл» и «Ферми» впервые зарегистрировали момент слияния двух нейтронных звёзд Сообщение пресс-центра ИКИ РАН
  5. 16.10.2017 GW170817: первая регистрация слияния нейтронных звезд Сообщение пресс-центра ИКИ РАН
  6. Данный пресс релиз взят с сайта пресс службы ИКИ РАН: http://press.cosmos.ru/rossiyskie-astrofiziki-gw-190425
5 07, 2018

Академик Р.А. Сюняев получил премию Марселя Гроссмана

2018-08-22T15:08:05+00:00 05 07 2018|Categories: Премии, Сообщения|

Российский астрофизик получил премию Марселя Гроссмана

Индикатор.ру, 3 июля 2018

Российскому астрофизику Рашиду Сюняеву вручили премию Марселя Гроссмана. Награждение состоялось на конференции в области гравитационной физики Marcel Grossmann Meeting, которая проводится раз в три года. Об этом сообщается на сайте премии.

Обладатели премии Марселя Гроссмана: Лайман Пейдж (слева), Рашид Сюняев (в центре) и Шинтун Яу (справа). Wu Xiaoling/Global Look Press, Михаил Метцель/ТАСС, Harvard University

Премия Марселя Гроссмана вручается в двух категориях: организациям и отдельным ученым. Личные награды получили Рашид Сюняев (Институт космических исследований РАН, Институт астрофизики Общества Макса Планка в Германии), Лайман Пейдж (Принстонский университет) и Шинтун Яу (американские Университет Стони-Брук, Стэнфордский университет и Гарвардский университет). Сюняев отмечен «за разработку теоретических методов тщательного исследования первых наблюдаемых электромагнитных процессов во Вселенной посредством изучения реликтового излучения». Пейдж получил премию за «взаимодействие с Дэвидом Уилкинсоном в реализации мисии NASA WMAP, а также за текущее руководство Космологическим телескопом в Атакаме». Яу удостоился премии «за доказательство положительности полной массы в общей теории относительности и одновременное совершенствование понимания квазилокальной массы, за доказательство гипотезы Калаби и за продолжающиеся вдохновляющие исследования физики черных дыр».

«Лауреатами награды Марселя Гроссмана в предыдущие годы были выдающиеся математики, физики и астрономы Стивен Хокинг, Роджер Пенроуз, Туллио Редже, нобелевские лауреаты Рикардо Джиаконни, Субраманьян Чандрасекар, Абдус Салам, замечательные советские ученые академики Исаак Халатников и Яков Синай, а также астроном Яан Эйнасто, иностранные члены Российской Академии астрофизики лорд Мартин Рис и Иоахим Трюмпер, — прокомментировал присуждение Рашид Сюняев. — Рад, что одновременно со мной эту награду получили выдающиеся экспериментаторы, исследователи реликтового излучения Вселенной Лайман Пэйдж и Жан Лу Пюже (совместно с «командой» замечательного спутника Planck)».

Марсель Гроссман — математик конца XIX — начала XX веков. Он был соавтором и близким другом Альберта Эйнштейна. Его вклад заключался в проведении математических выкладок, на основе которых строится общая теория относительности. Гроссман обучал Эйнштейна геометрии Римана и тензорному анализу — математическому аппарату, который и сейчас используется для работы с этой теорией.

Ссылка на источник.

26 01, 2018

Найдены новые скопления галактик очень большой массы

2018-01-26T16:49:47+00:00 26 01 2018|Categories: Популярно, Пресса о нас, Публикации, Семинары отдела|

ПОРТАЛ «НАУЧНАЯ РОССИЯ», 25 января 2018 г.

Семь новых далёких массивных скоплений галактик обнаружили российские астрофизики и их коллеги с помощью данных каталога обсерватории им. Планка и наземных телескопов.

Это, фактически, одни из последних неизвестных ранее сгущений материи на картах наблюдаемой Вселенной, которые расположены так далеко от нас и имеют очень большую массу: сотни триллионов масс Солнца или примерно в 30 тысяч раз больше массы нашей Галактики. По-видимому, в скором времени будут обнаружены все скопления галактик такой большой массы в наблюдаемой части Вселенной. Это наглядное проявление того, что наблюдаемая часть Вселенной имеет конечный размер. Статья с результатами исследования принята к публикации в журнале «Письма в «Астрономический журнал» и выложена на сайте электронных препринтов arXiv.org.

Скопления галактик — самые массивные объекты в наблюдаемой Вселенной, своего рода «материки» на её карте. Одна из задач современной астрофизики — обнаружить и описать из них все наиболее крупные. Для этого используются самые различные методы, и один из них — наблюдения с использованием так называемого эффекта Сюняева-Зельдовича.

Каталоги обзора всего неба обсерватории им. Планка (Европейское космическое агентство) содержат информацию о скоплениях галактик, полученную по этому эффекту. Однако она требует подтверждения. Иначе говоря, данные обсерватории им. Планка позволяют астрофизикам только понять, где именно находится кандидат в скопление галактик, а затем необходимо провести наблюдения в других диапазонах, чтобы определить и расстояние до такого скопления и его массу.

Небольшое уточнение: когда мы имеем дело с очень далёкими объектами, то расстояние принято измерять по красному смещению — по эффекту «покраснения» фотонов, идущих от очень далёких объектов. Чем больше красное смещение, обозначаемое буквой z, тем дальше скопление, а значит, тем в более юной Вселенной оно находится. Красное смещение объекта, соответствующее 1, означает, что он наблюдается примерно через 6 миллиардов лет после Большого взрыва, когда Вселенная была в два раза «моложе», чем сегодня.

«На высоких красных смещениях, то есть далеко от нас, используя данные второго каталога источников сигнала Сюняева-Зельдовича обзора обсерватории им. Планка, мы можем обнаружить только наиболее массивные скопления галактик в наблюдаемой Вселенной, полная масса которых более чем примерно в 30 тысяч раз больше массы нашей Галактики, — рассказывает Родион Буренин, сотрудник отдела астрофизики высоких энергий Института космических исследований РАН. — Такие объекты чрезвычайно редки. Например, на красных смещениях выше z=0,7 на всем небе ранее было известно всего 12 таких объектов».

Поисками и отождествлением крупных скоплений галактик из каталога Планка с помощью оптических телескопов занялся большой научный коллектив, в который входят научные сотрудники российских организаций: Института космических исследований (ИКИ) РАН, Казанского федерального университета (КФУ), Института солнечно-земной физики (ИСЗФ) Сибирского отделения РАН, Специальной астрофизической обсерватории (САО) РАН, — а также Государственной обсерватории ТУБИТАК (Анталья, Турция), Канарского института астрофизики (Тенерифе, Испания), Института космической астрофизики (Орсэ, Франция), Института астрофизики общества им. Макса Планка (Гархинг, Германия).

 

Для поиска скоплений были использованы данные различных обзоров неба в оптическом и инфракрасном диапазоне. Наблюдения в оптическом диапазоне проводились, в основном, на российских телескопах — на 1,5-метровом Российско-Турецком телескопе (РТТ-150, Турция), 1,6-метровом телескопе Саянской обсерватории, а также данные 6-метрового телескопа САО РАН (Большой телескоп азимутальный, БТА). Кроме того, некоторая часть необходимых данных была получена на 3,5-метровом телескопе обсерватории Калар Альто (Испания).

В результате систематического поиска и наблюдений на различных оптических телескопах было обнаружено еще семь таких массивных скоплений галактик на высоких красных смещениях, около z=0,8 (см. рис.). Масса каждого из них составляет около  6⋅1014 масс Солнца. В результате число таких массивных известных скоплений галактик в обзоре обсерватории им.  Планка на высоких красных смещениях примерно удвоилось.

Работа над этими данными продолжается. Как подчёркивают исследователи, большинство более близких скоплений такой большой массы уже известно, а на красных смещениях выше  z~1 скоплений галактик быть не должно из-за космологической эволюции. На таких больших расстояниях возраст Вселенной составляет приблизительно 6 миллиардов лет — всего

около 40% современного возраста Вселенной, и такие большие скопления к этому времени просто не успели образоваться. А потому вполне может быть, что уже в очень скором времени будут обнаружены все скопления галактик такой большой массы в наблюдаемой части Вселенной.

Можно вспомнить эпоху больших географических открытий, когда путешественники открывали новые острова и материки. Эта эпоха завершилась, поскольку все большие острова и материки были открыты. Эпоха больших астрономических открытий также должна когда-то завершиться, поскольку наблюдаемая часть Вселенной имеет конечный размер. Именно это видно сейчас на примере скоплений галактик очень большой массы, исследованных в работе российских астрофизиков и их коллег.

Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда