Фундаментальные исследования

В рамках работ по поиску транзиентных рентгеновских пульсаров в начале 2023 года нами была зарегистрирована мощная вспышка излучения от пульсара RX J0440.9+4431. Основываясь на детальных спектральных исследованиях, удалось исключить магнитную природу абсорбционной особенности около 30 кэВ, обнаруженной ранее и интерпретированной в литературе как циклотронная линия поглощения. Однако, магнитное поле удалось оценить с использованием нескольких косвенных методов. В результате все методы указывают на относительно сильное магнитное поле с напряженностью около 10¹³ Гс.

При помощи детальных наблюдений телескопами Swift/XRT и NICER впервые удалось разрешить по времени переход транзиентного рентгеновского пульсара 4U 0115+63 из состояния аккреции в низкое (спокойное) состояние. Показано, что кривую блеска пульсара на самых поздних этапах вспышки возможно описать одной лишь модель тепловой неустойчивости аккреционного диска, без привлечения эффекта пропеллера.

Большое внимание в рамках проекта уделялось разработке новых методов для определения геометрической конфигурации рентгеновских пульсаров. Для решения этой проблемы были привлечены наблюдательные данные с первой поляриметрической миссии в рентгеновском диапазоне Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE). Все источники наблюдались не только с помощью обсерватории IXPE, но и таких миссий как SRG/ART-XC, Insight-HXMT, NICER, NuSTAR, Swift. Для всех пульсаров из нашей выборки (EXO 2030+375, X Persei, GX 301-2) получены оценки геометрических параметров нейтронной звезды (наклон оси вращения пульсара, позиционный угол на небе, а также наклонения оси магнитного поля относительно оси вращения нейтронной звезды). Предложено физическое объяснение неожиданно низкой степени поляризации в исследованных объектах.

В рамках работ по проекту были продолжены работы по исследованию аккреционных потоков вблизи черных дыр. В частности, по совместным поляриметрическим (IXPE) и спектральным (NuSTAR, NICER и ART-XC) данным удалось подтвердить предположение о том, что черная дыра в маломассивной двойной системе 4U 1957+115 является быстровращающейся (a>0.96), а её рентгеновское излучение слабо поляризовано (PD 1.9% ± 0.4%).

ыли проведены совместные с обсерваторией IXPE наблюдения массивной рентгеновской двойной системы с черной дырой LMC X-1. Данные ART-XC использовались для поиска квазикогерентных КПО в спектре мощности переменности. Данные IXPE для определения амплитуды поляризации в разных энергетических диапазонах. Поляриметрические измерения указывают только на малозначимое детектирование поляризации чернотельной компоненты, зависящей от орбитальной фазы. Поляризационный угол согласуется с ориентацией орбитальной плоскости LMC X-1. Поставить ограничение на комптонизованную компоненту спектра оказывается невозможным из-за низкой статистики. Таким образом, основным результатом является демонстрация отсутствия высокой поляризации рентгеновского потока, что полностью согласуется с моделями геометрически-тонкого диска для двойных систем в высоком/мягком состоянии.

Автономная рентгеновская навигация

В 2023 году была продолжена работа по пополнению базы данных реперных пульсаров для опорной системы рентгеновской навигации. Проведена серия специализированных наблюдений нескольких быстровращающихся нейтронных звезд телескопом ART-XC им. Павлинского. На настоящий момент по данной программе отсмотрено более двух десятков объектов в 15-ти из которых были задетектированы пульсации и восстановлены профили импульса. Ведется системная работа по отработке алгоритмов восстановления положения и скорости космического аппарата SRG, на борту которого и установлен телескоп ART-XC.

Кроме того, для тестирования элементов рентгеновской навигации используются и архивные данные других обсерваторий. В частности, продолжена работа начатая в прошлом подотчетном периоде по данным измерений пульсара в Крабовидной туманности по данным обсерваторией INTEGRAL. В рамках работы разработаны собственные алгоритмы барицентрирования сигнала на борту аппарата и отработана процедура последовательного уточнения координат КА по реальным измерениям. Данная работа выполняется совместно со специалистами ИПМ.

Отработка отдельных стадий технологического процесса микромонтажа Bump-Bonding

Отработка технологии «Bump-Bonding» на имитационных печатных платах завершена в полном объёме. Для улучшения данного технологического процесса повышена точность изготовления прецизионных деталей - кондукторов для шаров. Достигнуты предельные отклонения положения центров отверстий в ±5 мкм на базе в 10000 мкм. Выполнена сборка имитаторов подложек и полупроводниковых кристаллов, имеющих 1216 контактных площадок с шагом 300 мкм по горизонтали и 260 мкм по вертикали. Для сборки использовались шарики припоя диаметром 150 мкм. Имитаторы подложек и полупроводниковых кристаллов имеют структуру «daisy-chain», наилучшим образом подходящую для проведения отработки технологии «Bump-Bonding». Использование структуры «daisy-chain» позволяет проверить наличие контакта каждого бампа (bump) и проверить отсутствие замыканий между бампами в столбцах матрицы. В результате подбора оптимальных параметров микросборки удалось добиться стабильно повторяемого технологического процесса как с оловянно-свинцовым (Sn 63% Pb 37%), так и с бессвинцовым (Sn 96,5% Ag 3% Cu 0,5%) припоем. На шести тестовых образцах получен стопроцентный результат по наличию контакта и отсутствию замыканий между столбцами. Проведённые испытания подтверждают пригодность разработанных в лаборатории 502 технологии и инструмента для микросборки кремниевых дрейфовых детекторов с матричной структурой.

Моделирование защиты детекторов рентгеновского излучения от фона заряженных частиц

Выбор оптимальной конструкции корпуса, окружающего детектор рентгеновского телескопа, может помочь существенно снизить влияние событий от частиц, попавших в область детектора не из поля зрения (т.е. фона). Кроме того, проведённое моделирование позволяет обоснованно задать требования к массо-габаритным характеристикам детектора. Для моделирования процессов взаимодействия частиц космических лучей веществом корпуса использовался пакет GEANT4 версии 10.5.1, разработанный коллаборацией CERN для моделирования прохождения частиц через вещество при расчётах в областях физики высоких энергий, ядерной физики и физики ускорителей, а также исследований в области медицины и космонавтики. Для оценки потоков частиц в области различных орбит космических аппаратов использовались данные системы SPENVIS (SPace ENVironment Information System, Европейское космическое агентство). Выбранная для расчёта конфигурация корпуса детектора представляет собой трёхслойную структуру: внешний слой - медь толщиной 30 мм, слой алюминия толщиной 2 мм и внутренний слой – бериллий толщиной 2 мм. Моделирование велось для упрощённой геометрии: плоская мишень. В работе не учитывалось пространственное распределение вторичных частиц (считаем, что все вторичные частицы попадают в детектор). Предполагаемый рабочий диапазон детектора задавался от 1 до 10 кэВ (кремниевый детектор толщиной 0,42 мм). Были рассмотрены две возможные орбиты размещения прибора: низкая круговая орбита (например, орбита МКС) и орбита вокруг точки либрации L2 системы Солнце-Земля. В результате проведённого моделирования с помощью GEANT4 и SPENVIS получены следующие результаты. По результатам моделирования прохождения электронов до 7 МэВ (данные SPENVIS для радиационного пояса Земли) через корпус детектора, вторичные фотоны с энергией в пределах рабочего диапазона детектора успешно поглощаются. При прохождении протонов через корпус детектора среди вторичных частиц наиболее часто образуются фотоны, электроны и нейтроны. Основной поток вторичных фотонов имеет энергию выше рабочего диапазона детектора. Оценка темпа счета событий, вызванных вторичными фотонами с энергией, соответствующей рабочему диапазону детектора, имеет следующие значения: на орбите МКС не превышает 0,012 событий/с/см2; в точке Лагранжа L2 не превышает 0,219 событий/с/см2.

Выполнено моделирование теплового рентгеновского спектра пульсара PSR B0656+14 различными моделями, описывающими излучающую поверхность замагниченной нейтронной звезды. Наблюдаемый фазово-усредненный спектр был получен рентгеновским телескопом eROSITA, расположенном на борту космической обсерватории СРГ. Были использованы три модели излучающей поверхности. В рамках первой модели предполагалось, что поверхность нейтронной звезды покрыта толстой водородной оболочкой, и локальные спектры пульсара описываются спектрами водородных замагниченных моделей атмосфер. Вторая использованная гипотеза предполагала, что нейтронная звезда покрыта конденсированной металлической поверхностью. Третья модель включала в себя кроме конденсированной поверхности еще и полярные шапки вблизи магнитных полюсов, покрытые геометрически тонкими водородными атмосферами.

Исследовалась апериодическая переменность излучения для большой выборки аккрецирующих нейтронных звезд и промежуточных поляров. В частности, была исследована связь частоты изломов в их спектрах мощности с напряженностью их магнитного поля. Проводились детальные многоволновые наблюдения ряда рентгеновских пульсаров (4U 1901+03, V 0332+53, 2S 1845-024, SXP 1323, PSR B1259-63) с целью определения физических параметров как нейтронной звезды, так и двойной системы в целом. Удалось показать, что измеренная частота излома в спектре мощности пульсара Her X-1 соответствует дипольному магнитному полю в несколько 1011 Гс, то есть почти на порядок меньше, чем напряженность магнитного поля, соответствующая циклотронной энергии. Это расхождение было объяснено наличием сильных мультипольных компонент магнитного поля нейтронной звезды. В случае 4U 1901+03 нам впервые удалось продемонстрировать, что широкополосный рентгеновский спектр пульсара может быть хорошо описан с помощью модели двухкомпонентного континуума без линии поглощения на энергии 10 кэВ, что ставит под сомнение интерпретацию этой особенности как циклотронной линии. В пульсаре V 0332+53 впервые были обнаружены когерентные пульсации как флуоресцентной линии железа на энергии 6.4 кэВ, так и K-края нейтрального железа на энергии 7.1 кэВ. Оптические наблюдения пульсара 2S 1845-024 позволили нам отнести звезду-компаньон в системе к OB-сверхгигантам, находящуюся на расстояниях более ∼14 кпк. По темпу ускорения периода вращения источника SXP 1323 было оценено высокое значение напряженности его магнитного поля - B ~ (1-6)x1013 Гс. В случае гамма-громкой двойной системы с радиопульсаром PSR B1259-63 мы обнаружили значительную задержку вспышки в ГэВ диапазоне, что было объяснено в рамках модели эмиссионного конуса.

Создана численная модель, рассчитывающая отражение рентгеновского излучения аккреционной колонки от атмосферы нейтронной звезды. Модель локально считает перенос излучения методом Монте-Карло, учитывая такие элементарные процессы как магнитное комптоновское рассеяния, тормозное и циклотронное излучение и поглощение. Для получения спектров, видимых удаленным наблюдателем, учитывались особенности распространения излучения с учетом эффектов ОТО в предположении Шварцшильдовской метрики. Выяснилось, что значительную роль в образовании спектра играет истинное поглощение излучения в атмосфере за счет тормозных процессов. В результате поглощения спектр отраженного излучения становится значительно жестче по сравнению со спектром падающего излучения и в спектре образуется абсорбционная особенность, которая имеет сложную структуру. Отражение уменьшает степень линейной поляризации, но незначительно. Критическим для оценок поляризации оказывается учет влияния магнитосферы на распространение поляризованных фотонов.

Разработана численная модель переноса излучения в низких состояниях светимости рентгеновских пульсаров. Модель основана на Монте-Карло симуляциях переноса излучения и итеративном поиске профилей температуры и плотности в атмосфере нейтронной звезды. С помощью полученной модели удается получить спектр и поляризацию излучения для удаленного наблюдателя. С помощью этой модели удалось подтвердить существование перегретого поверхностного слоя атмосферы нейтронных звезд при низких темпах аккреции, и воспроизвести наблюдаемые спектры некоторых рентгеновских пульсаров в низких состояниях светимости.

Были продолжены эксперименты по отработке элементов автономной космической навигации в условиях реального космоса. Было спланировано и проведено 13 серий наблюдений быстровращающихся рентгеновских пульсаров. После чего научные данные были обработаны с применением алгоритмов, разработанных на предыдущих этапах. Были проведены тесты несущей частоты временной метки телескопа ART-XC, на предмет степени ее рассинхронизации по отношению к бортовой шкале времени на больших интервалах времени. Проведенные наблюдения пополнили базу данных эфемерид и профилей импульса пульсаров, которые могут быть использованы как реперные объекты системы рентгеновской навигации. Важнейшим результатом стало то, что нам удалось зарегистрировать с помощью телескопа ART-XC пульсации одного из самых быстровращающихся пульсаров PSR B1821-24 (период ~3 мс) и восстановить профиль его импульса. Тем самым было показано, что временное разрешение телескопа и его чувствительность к потоку позволяют отрабатывать практически все элементы системы автономной навигации. Что демонстрирует тот факт, что отечественные технологии уже на сегодняшний день в достаточной степени удовлетворяют требованиям, необходимым для технической реализации проекта автономной навигации по рентгеновским пульсарам.

Разработаны алгоритмы и программы определения параметров движения космических аппаратов (КА) на траекториях перелёта к планетам Солнечной системы по сигналам рентгеновских пульсаров с учётом дополнительных возмущений на движение КА. Представленные алгоритмы обработки навигационных измерений обеспечивают одновременное уточнение кинематического вектора состояния КА и уход бортовой шкалы времени. Описан математический стенд, предназначенный для проведения массового имитационного моделирования траекторий КА с использованием рентгеновской навигации в бортовом контуре управления.

Предложена концепция двух детекторов рентгеновского излучения на основе мтрицы кремниевых дрейфовых детекторов с элементами SDDplus и SDDexFet. Подготовлены исходные данные и размещён заказ у фирмы PNDetector (Германия) на разработку и изготовление тестовых кристаллов с матрицами 4х4 элементов SDDplus и SDDexFet. Выполнено проектирование спектрометрического канала для обработки сигналов с ячеек SDDplus для ИС SDDASIC4. Начато проектирование спектрометрического канала для обработки сигналов с ячеек SDDexFet, который планируется также отработать в ИС SDDASIC4.

Рассмотрены основные технологические процессы монтажа по технологии Bump-Bonding. Из них выбраны два техпроцесса для реализации на имеющемся и запланированном к закупке оборудовании. Разработана оснастка для установки припойных шаров. Разработан проект тестового кристалла и интерпозера типа daisy chain для изготовления по технологии печатных плат и тонкоплёночной технологии.

Проведена проработка концепции космического эксперимента-демонстратора функционирования элементов системы рентгеновской навигации (КЭРН). Проработаны несколько вариантов исполнения для регистрирующей рентгеновское излучение аппаратуры, системы зеркал, капиллярных коллиматоров, фокусирующих рентгеновское излучение на приемник. Окончательный вариант инструмента будет сформирован в зависимости от доступности элементной базы и степени готовности ряда критических технологий.

1. Используя прямые и непрямые методы, нам удалось определить напряженность магнитного поля в четырех рентгеновских пульсарах: XTE J1829−098, IGR J19294+1816, RX J0812.4–3114 и SXP4.78.
2. Вариации периода пульсаций в системе GX 301−2 на масштабах орбитального периода позволили впервые обнаружить нейтронную звезду, вращающуюся в противоположном направлении относительно ее орбитального движения.
3. В системе с аккрецирующим миллисекундным пульсаром IGR J17591−2342 удалость определить с высокой точностью все орбитальные параметры.
4. Длительный мониторинг одного из самых медленновращающихся пульсаров SXP1062 позволил открыть неожиданное значительное ускорение вращения нейтронной звезды и ее взаимодействие с плотным поглощающим веществом при удалении от звезды-компаньона.
5. Для очень яркого транзиента, GROJ1744−28, мы обнаружили, что спектр мощности его излучения резко отличается от канонической формы, а частота излома оказывается значительно выше, чем ожидалось на основе оценки магнитного поля по энергии циклотронной линии, что указывает на существование в аккреционном диске области с преобладанием радиационного давления и наличием сильной квадрупольной компоненты в магнитном поле нейтронной звезды.
6. Недавнее открытие пульсирующих сверхярких источников рентгеновского излучения (ULX) показывает, что видимая светимость аккрецирующих НЗ может превышать Эддингтоновскую светимость в сотни раз. Показано, что большое усиления светимости из-за геометрической коллимации и высокая амплитуда пульсаций в значительной степени исключают друг друга, и только незначительная часть коллимированных ULX пульсаров может показать амплитуды пульсаций выше 10%. Расхождение между этим выводом и текущими наблюдениями указывает на то, что ULX пульсары не могут быть сильно коллимированы и их видимая светимость близка к реальной.
7. Используя разработанное программное обеспечение (пакета поиска, отбора и передачи данных, пакета потоковой обработки данных, поиска пульсаций и т.д.), мы проанализировали данные мониторинговых наблюдений нескольких быстровращающихся пульсаров, выполненных за предыдущие два года инструментом NICER. Для определения точных параметров эволюции их вращения, мы для каждого из источников скачали все наблюдательные данные из архива, применили процедуру барицентрирования к временным рядам, определили текущий период пульсаций и, используя их значения нашли скорость изменения периода для выбранной эпохи. Было разработано программное обеспечение для анализа кривых блеска пульсаров, полученных в наблюдениях телескопом ART-XC. В частности, была разработана методика приведения бортового времени к мировому (коррекция бортовых часов) и реализована процедура барицентрирования.
8. В рамках проекта был запланирован и проведен ряд экспериментов, позволяющих отработать элементы космической навигации на отечественном рентгеновском телескопе ART-XC им. М.Н. Павлинского, установленного на борту орбитальной космической обсерватории «Спектр-РГ». Было организовано и проведено 11 серий наблюдений ряда быстровращающихся рентгеновских пульсаров телескопом ART-XC. Эти наблюдения, наряду со штатными измерениями параметров траектории космического аппарата (КА), позволили провести юстировку бортовых часов относительно мирового времени с миллисекундной точностью. Было показано, что приемлемые навигационные параметры спутника можно получать, используя только данные измерений пульсаров, что доказывает возможность создания системы автономной навигации КА по сигналам рентгеновских пульсаров. Опираясь на данные наблюдений ART-XC, для каждого из пульсаров, мы не только показали, что можем определять время прихода импульсов с высочайшей точностью, но и получили законы их вращения (эфемериды), положив тем самым начало работы по созданию и поддержанию национальной базы рентгеновских пульсаров, пригодных для нужд автономной навигации в дальнем космосе.
9. В процессе выполнения НИР по разработке алгоритмов и программ определения орбиты космического аппарата по сигналам рентгеновских пульсаров разработан математический аппарат, позволяющий определять параметры положения и движения космического аппарата и оценивать неопределенности этих параметров. В частности, были разработаны:
   1. алгоритмы расчёта значений момента прихода импульса (МПИ) для задачи определения орбиты КА;
   2. алгоритмы расчёта среднего значения МПИ по нескольким периодам сигнала рентгеновского пульсара для задачи определения орбиты КА;
   3. алгоритмы и программы определения орбиты КА по измеренным значениям МПИ;
   4. проведено моделирование измерений МПИ и проведены вычислительные эксперименты по определению орбиты КА.
10. Для проведения исследований многоэлементного детектора рентгеновского излучения на основе кремниевых дрейфовых детекторов (КДД) был разработан прототип детектора. Для изготовления детектора, у фирмы PNDetector были закуплены: кристаллы КДД SD3-05-128pnW и макеты кристаллов КДД SD3-05 mm2. Был разработан прототип многоэлементного дрейфового детектора Э52410014.00.00 и изготовлены его составные части. В качестве чувствительного элемента рентгеновского детектора используется матрица 4х4 из 16 отдельных кристаллов КДД (PNDetector, Германия). Каждый кристалл имеет чувствительную площадь 5 мм2. Для аналоговой обработки сигналов с КДД используются микросхемы SDDASIC3.
11. Проведены испытания прототипа чувствительного элемента детектора для оценки направления дальнейших работ по улучшению характеристик образцов детектора, необходимых для решения поставленных в проекте задач. Для блока КДД Э52410007.00.00, входящего в состав стенда, был разработан и изготовлен гермокорпус Э52410007.37.00, позволяющий проводить испытания ASIC и кремниевым дрейфовым детектором (КДД) в атмосфере сухого азота, предотвращающего негативное влияние окружающей среды на чувствительные элементы. С использованием стенда Э52410010.00.00, разработанного и изготовленного на предыдущем этапе, были проведены испытания микросхем SDDASIC3 совместно с КДД.
12. Проведены пуско-наладочные работы по сварочной головке 5610 (F&S Bondtec, Австрия) и станку монтажа кристаллов FINEPLACER pico ma (Finetech, Германия). Проведены пусконаладочные работы по шкафу сухого хранения DC-3G ESD. Проведен комплекс работ по техническому обслуживанию Чистового модуля.

1. Развита модель чисто водородной атмосферы полярной шапки миллисекундного радиопульсара, нагреваемой потоком ультра-релятивистских электронов, так называемым возвратным током магнитосферы. Показано, что угловое распределение нагретых моделей атмосфер может существенно отличатся от обычно используемого углового распределения выходящего излучения стандартных моделей атмосфер нейтронных звезд. В частности, потемнение к краю может сменяться на поярчание к краю. Эти эффекты должны быть учтены при моделировании профилей импульсов миллисекундных радиопульсаров, наблюдаемых инструментом NICER, и могут оказать существенное влияние на определение радиусов нейтронных звезд, получаемых в результате такого моделирования.
2. Начата разработка самосогласованной модели аккреционной колонки в классических пульсарах с сильным магнитных полем B=1012-1013 Гс. Разработан численный код, основанный на Монте-Карло симуляциях переноса излучения. Затабулированы сечения основных процессов в сильном магнитном поле. Построены модели динамики и энергетики газа в колонке. Получены спектры в районе циклотронного резонанса. Исследована зависимость импульса переданного газу в зависимости от его температуры в различных магнитных полях. Объяснена физическая природа веерной диаграммы направленности в сверхкритических пульсарах.
3. Развит байесовский метод для моделирования фазово-разрешенных спектров миллисекундных пульсаров.
4. Разработан математический аппарат и программное обеспечение для расчетов спектров от быстро вращающихся нейтронных звезд. Мы показали, как меняются цветовые поправки и факторы дилюции вследствие быстрого вращения. Предложен улучшенный «метод остывающего хвоста», который принимает во внимание быстрое вращение НЗ. Применяя его к барстеру SAX J1810.8-2609, получено значение радиуса НЗ (при М=1.5 солнечной массы) в интервале 11.5-12.0 км (68% достоверность).
5. Предложена простая формула, которая аппроксимирует точные расчеты искривления лучей света в метрике Шварцшильда с точностью лучше чем 0.06%.
6. Разработан байесовский метод ограничения масс и радиусов НЗ с использованием как спектральной, так и временной информации от аккрецирующих миллисекундных пульсаров. Результаты показывают, что наш метод работает, и знание геометрии источника и наклонения наблюдателя из рентгеновской поляризации приводит к более точным ограничениям на массу и радиус нейтронных звезд.
7. Исследовалась быстрая переменность профилей импульсов рентгеновских пульсаров с использованием ранее разработанной методики. Методика была применена к большой выборке систем, для которых были доступны архивные наблюдения обсерваторий RXTE и NuSTAR. Показано, что в рентгеновских пульсарах наблюдается сильная переменность импульс-к-импульсу, а сама форма импульса сильно зависит от интенсивности импульса, в том числе на коротких временных масштабах.
8. Разработан математический аппарат, позволяющий определять параметры положения и движения космического аппарата и оценивать неопределенности этих параметров по сигналам рентгеновских пульсаров. Реализована программа наблюдений нескольких рентгеновских пульсаров. Начата обработка полученных наблюдательных данных.
9. Проведены работы по установке технологических библиотек полупроводникового процесса XT018 фирмы X-Fab под САПР Tanner. Выполнялся перевод электрических схем блоков микросхемы SDDASIC3 из САПР Pyxis Schematic в САПР Tanner S-Edit. Вполнялось преобразование топологии микросхемы SDDASIC3 из САПР Pyxis Layout в САПР Tanner L-Edit.
10. Выполнена разработка и изготовление макета для исследования свойств чувствительного элемента детектора и верификации параметров первой версии специализированной микросхемы SDDASIC3. Разработан стенд для проведения исследований параметров чувствительных элементов и специализированной микросхемы. Проведена аппаратная отладка составных частей макета и стенда. Созданы конфигурации для программируемых логических интегральных схем. Разработано программное обеспечение для микропроцессорных ядер реального времени PRU-ICSS и центрального процессора ARM Cortex-A8 блока управления стендом.

1. Развит метод моделирования атмосфер нейтронных звезд, нагреваемых падающим на нее потоком быстрых ионов. Модель дает возможность уточнить массы и радиусы нейтронных звезд.
2. Развит метод моделирования спектров излучения быстро-вращающихся нейтронных звезд. Модифицирован метод определения фундаментальных параметров нейтронных звезд по спектральной эволюции термоядерных вспышек на этапе падения блеска.
3. Разработан новый метод прямой аппроксимации спектров рентгеновских барстеров моделями атмосфер нейтронных звезд и разработана процедура интерполяции модельных спектров.
4. В рамках работ по исследованию физических свойств сильно-замагниченных нейтронных звезд впервые нами было обнаружено резкое изменение спектра при переходе от яркого к слабому состоянию объекта GX 304-1 и дана теоретическая интерпретация этому явлению.
5. Из более чем 2000 пульсаров, наблюдаемых в радиодиапазоне, были отобраны около 40, которые также значимо излучают и в рентгеновской части электромагнитного спектра. Используя данные с обсерватории NICER, нами были отобраны 8 кандидатов, наилучшим образом подходящих для использования в качестве «реперных» источников для систем рентгеновской навигации.
6. Была разработана и протестирована методика анализа переменности быстрой переменности (импульс-к-импульсу) в наблюдениях рентгеновских пульсаров, выполненных на различных обсерваториях. Методика позволяет исследовать свойства ансамблей импульсов и определять те фазы профиля импульса, в которые наблюдается нестохастическая переменность.
7. Был разработан пакет программ для комплексного одновременного анализа совместных временных характеристик (кросс-корреляций, спектров мощности, когерентности, временных задержек) данных по нескольким рентгеновским каналам.
8. Сформулированы требования к рентгеновскому детектору для исследования нейтронных звезд и навигации по рентгеновским пульсарам, и определены его основные параметры.
9. Сформулирована и оценена реализуемость требований к системе обеспечения тепловых режимов рентгеновских детекторов, предназначенных для исследования нейтронных звезд и навигации по рентгеновским пульсарам, устанавливаемых на космических аппаратах, предназначенных для функционирования на околоземных и высокоапогейных орбитах.
10. Выполнена разработка топологии основных IP-блоков для специализированной интегральной схемы (ASIC), составляющих спектрометрический тракт. Выполнена оптимизация топологии IP-блоков на основании экстрактированных параметров.
11. Выполнено объединение IP-блоков в единую микросхему SDDASIC3. Выполнена верификация топологии на соответствие правилам проектирования. Выполнена подготовка проекта ASIC к производству.
12. Разработан эскиз конструкции детектора рентгеновского излучения на основе матрицы кремниевых дрейфовых детекторов.