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

15 11, 2017

Mikhail M. Ivanov (EPFL, INR RAS)

2017-11-15T16:43:47+00:00 15 11 2017|Categories: Семинары отдела|

Первичные неоднородности в неминимальных космологических моделях
и слабо — нелинейный режим формирования структур.

 

English title:

Primordial inhomogeneities in non-minimal cosmological models
and mildly non-linear regime of structure formation.
(based on materials of PhD thesis)

15.11.2017,  15:00

Аннотация:
Первая часть доклада будет посвящена космологическим следствиям квадратичной гравитации. Будет рассмотрен режим, в котором взаимодеиствие духовои степени свободы и частиц Стандартнои модели подавлено. Будет показано, что данная модель не может описывать наблюдаемую Вселенную, что ставит ограничения на параметры теории и указывает на то, что для по-строения реалистичных феноменологических моделеи в рамках квадра-тичнои гравитации требуется предварительно решить проблему нарушения унитарности.
Вторая часть доклада будет посвящена космологическим следствиям нарушения лоренцевой симметрии в секторах инфлатона, гравитации и темной материи. Будут продемонстрированы основные эффекты в космологических наблюдаемых и поставлены ограничения на параметры соответствующих моделей, следующие из последних наблюдательных данных.
В заключительной части доклада будет представлен новый метод описания крупномасштабной структуры Вселенной в слабо — нелинейном режиме. Данныи подход, названный «теория возмущении на временных расслоениях» (ТВВР), основан на изучении зависящеи от времени функции распределе-ния космологических полеи, позволяющеи вычислять их корреляторы на фиксированных красных смещениях. Будет показано, что новый подход позволяет решить ряд проблем стандартных методов, в частности, систематически описать нелинейную эволюцию сахаровских осцилляций.

 

 

10 11, 2017

Сергей Гребенев (ИКИ РАН)

2018-02-01T18:09:20+00:00 10 11 2017|Categories: Семинары отдела|Tags: |

Природа бимодального распределения светимости ультраярких рентгеновских пульсаров

Указан механизм, который может быть ответственен за бимодальное распределение светимости сверхэддингтоновских рентгеновских пульсаров в двойных системах. Переход из “высокого” в “низкое” состояние этих объектов объяснен сферизацией аккреционного потока из-за давления излучения при определенных (высоких) значениях темпа аккреции. Переход между состояниями может быть вызван плавным изменением темпа аккреции. С помощью предложенного механизма объяснено сложное поведение недавно открытых ультраярких рентгеновских пульсаров M 82 X-2, NGC 5907 ULX-1 и NGC 7793 P13. Открытие ULX-пульсаров стало одной из самых больших сенсаций в астрономии последних лет. Предложенная модель естественным образом объясняет и измеренное ускорение вращения нейтронной звезды в пульсарах, в несколько раз более медленное по сравнению с ожидаемым.

С.А. Гребенев, Письма в Астрономический журнал, 2017, т. 43, № 7, с. 513–520.

 

13 10, 2017

Александр Мещеряков (ИКИ РАН)

2018-02-01T18:07:04+00:00 13 10 2017|Categories: Семинары отдела|

Эволюция широкополосного спектра рентгеновской новой Орел X-1 на растущей фазе аккреционной вспышки

В работе исследовалась эволюция со временем широкополосного спектра Рентгеновской Новой с нейтронной звездой Орел X-1, наблюдавшаяся на фазе роста яркой вспышки FRED-типа в 2013 году. Эволюция широкополосного спектра Орел X-1 хорошо объясняется в рамках модели теплового излучения от нестационарного аккреционного диска с меняющимся радиальным распределением температуры: кольцо постоянной температуры на ранних этапах вспышки эволюционирует в многоцветный облученный аккреционный диск вблизи максимума вспышки. Эволюция широкополосного спектра объекта во время короткого интервала перехода из жесткого в мягкое рентгеновское состояние представляет особый интерес и выглядит необычно - она не может быть объяснена стандартной моделью аккреционного диска с одинаковым параметром облучения в ближнем УФ, оптическом и ближнем ИК спектральных диапазонах. Изменение блеска Орел X-1 в ближнем ИК (УФ) диапазоне коррелирует с изменениями мягкого (жесткого) рентгеновского потока во время интервала смены состояния, соответственно. По-видимому, в момент перехода системы из жесткого в мягкое рентгеновское состояние, области диска излучающие в УФ-диапазоне оказываются экранированы от прямого облучения центральным рентгеновским источником и нагреваются прежде всего жесткими рентгеновскими фотонами (с энергией >10 кэВ), рассеянными в горячей короне или ветре, сформировавшимся над внешней областью аккреционного потока. В то же время, внешний край многоцветного диска (который излучает в оптическом-ближнем ИК диапазоне) может нагреваться непосредственно прямыми рентгеновскими фотонами.

Важно отметить, что одновременные широкополосные наблюдения Рентгеновских Новых, во время перехода между жестким и мягким рентгеновским спектральным состоянием, имеют большое значение, поскольку они могут служить своего рода «рентгеновским томографом» для изучения физических условий во внешних областях аккреционного диска. Наблюдательная методика, предложенная в настоящей работе, может стать эффективным инструментом, позволяющим непосредственно тестировать как эффективность нагрева внешних частей диска
рентгеновским излучением с разной энергией, так и вертикальную структуру и
геометрию аккреционного потока в транзиентных маломассивных рентгеновских
двойных системах.
15 09, 2017

Иван Человеков и Сергей Гребенев (ИКИ РАН)

2018-02-01T18:17:33+00:00 15 09 2017|Categories: Семинары отдела|

Иван Человеков: «Рентгеновские всплески, зарегистрированные телескопом JEM-X обсерватории INTEGRAL»

Сергей Гребенев: «Кратные рентгеновские всплески и модель ‘слоя растекания’ вещества по поверхности нейтронной звезды»