ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ им. П.К.ШТЕРНБЕРГА

Научная работа

Научные исследования, выполняемые в ГАИШ, охватывают почти все разделы астрономии и гравитации: внегалактическая астрономия, релятивистская астрофизика, космология, гравитационно-волновая астрономия, радиоастрономия, изучение Галактики, физика звезд и межзвездной среды, физика Солнца, исследования Луны и планет, небесная механика, параметры вращения и глобальное строение Земли, построение систем координат и шкал времени, аппаратура и методика астрономических наблюдений, история астрономии. Ведутся и теоретические и наблюдательные работы. Большой объем работ связан с космическими экспериментами.

В 2002 г. велись работы по 46 проектам Российского фонда фундаментальных исследований, 22 проектам ФЦНТП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники», 6 проектам ФЦП «Интеграция науки и высшего образования России на 2002–2006 годы», 4 проектам НТП «Университеты России – фундаментальные исследования», 3 грантам ИНТАС.

Советом по грантам Президента РФ выделены средства на поддержку двух научных школ: «Физика тесных двойных звездных систем» (н. рук. – чл.-корр. РАН А.М.Черепащук) и «Исследование строения, кинематики и динамики нашей Галактики и других галактик Местной группы на основе изучения переменных звезд» (н. рук. – проф. Ю.Н.Ефремов) и на поддержку научных исследований молодых ученых, докторов (д.ф.-м.н. М.Е.Прохоров).

План научно-исследовательских работ ГАИШ состоит из 7 приоритетных направлений и 44 научных тем.

Важнейшие научные результаты 2002 г.

Исследованы свойства симметрии тензора Стокса, которые были применены к изучению поляризации реликтового излучения (М.В.Сажин, О.С.Хованская, Дж.Сирони).

Изучено влияние струнных поправок высших порядков по кривизне на сферически-симметричные решения общей теории относительности. Показано, что необходимы новые правила отбора для струнных решений в присутствии поправок высших порядков (С.О.Алексеев, М.В.Помазанов, В.В.Колыбасова).

А.В.Засовым (совместно с ИНАСАН и САО РАН) завершена работа по анализу двумерных полей скоростей 15 спиральных галактик.

Н.Г.Бочкаревым подведены итоги 14 лет всемирной кампании «AGN Watch» многоволнового спектрального и фотометрического мониторинга AGN NGC 5548 для эхокартирования. В итоге не только подтверждены результаты пионерских работ В.М.Лютого и А.М.Черепащука по определению размеров области формирования широких линий (BLR) в AGN начала 70-х гг., но также получены неоспоримые свидетельства того, что размеры BLR за 14 лет колебались в диапазоне 8–22 световых дней.

На основе совместного анализа глобальной структуры и свойств звездного населения в линзовидной галактике NGC 80, проведенного О.К.Сильченко, обнаружено кольцо относительно молодых звезд на расстоянии 2,3 кпк от центра.

На основе наблюдений на радиотелескопе РАТАН-600 в 1998–2002 гг. двух полных по плотности потока выборок радиоисточников обнаружено, что вариации на временных масштабах около четырех дней присущи всем радиоисточникам с плоскими спектрами. Обосновано предположение, что эти вариации являются результатом рассеяния на межзвездной среде излучения от компактных структур в джетах радиоисточников, которые вызывают долговременную переменность (н. рук. – А.Г.Горшков).

Проведены наблюдения SyG NGC 7469 и гравитационной линзы «Крест Эйнштейна» в рамках международных программ с помощью новой ПЗС камеры SIT 2000*800 на 1,5-метровом телескопе АЗТ-22 Майданакской обсерватории (н. рук. Б.П.Артамонов).

Проведен расчет нестационарного рентгеновского излучения оптически тонкой тепловой плазмы для объяснения наблюдаемого эмиссионного спектра в ранних послесвечениях гамма-всплесков (Д.И.Косенко, К.А.Постнов, С.И.Блинников, Е.И.Сорокина).

Обнаружены признаки последовательного звездообразования: яркие молодые ионизованные оболочки и ОВ ассоциации, расположенные на периферии более старых нейтральных оболочек (Т.А.Лозинская, Н.Ю.Подорванюк).

На базе исследований кинематики сверхоболочек вокруг ряда галактических ОВ ассоциаций предложен сценарий звездообразования, инициированного множественными столкновениями медленной массивной сверхоболочки с быстрыми маломассивными оболочками, налетающими на нее изнутри (А.Д.Чернин, Т.А.Лозинская).

По наблюдениям в линии 21 см на РАТАН-600 протяженных окрестностей «кислородной» звезды Вольфа-Райе WR 102 и связанной с ней туманности G2.4+1.4 обнаружена оболочка HI нерегулярной структуры размером 56 пк, расширяющаяся со скоростью до 50 км/с (И.В.Госачинский, Т.А.Лозинская).

М.В.Заболотских, А.С.Расторгуев и А.К.Дамбис построили сводную кривую вращения Галактики в диапазоне расстояний от 2 до 14 кпк, предварительно проведя согласование шкал расстояний молодых объектов.

Предложена новая модель формирования вторичных пиков на кривых блеска рентгеновских новых Mon A0620–00 1975 и XN Mus 1991. Показано, что появление вторичных пиков обусловлено увеличением темпа аккреции в результате формирования конвективных зон во внешних областях аккреционных дисков (Н.И.Шакура, Г.В.Липунова).

Построено распределение старых нейтронных звезд с незатухающими магнитными полями по периодам в турбулентной межзвездной среде (С.Б.Попов, М.Е.Прохоров, А.В.Хоперсков).

И.И.Антохиным проанализированы первые рентгеновские наблюдения с высоким спектральным разрешением звезды Вольфа-Райе WR25 (WN6ha), полученные с приборами RGS (Reflecting Grating Spectrometers) с борта спутника XMM-Newton.

При изучении активных поздних звезд с различными типами активности обнаружено, что дрейф зоны пятен к экватору для звезд в несколько раз меньше, чем на Солнце (М.М.Кацова).

А.И.Халиуллина провела анализ 35-летнего ряда наблюдений затменной двойной системы HS Геркулеса. В результате установлено бесспорное существование вращения линии апсид в этой системе.

Т.С.Хрузиной, А.М.Черепащуком совместно с А.А.Боярчуком, Д.В.Бисикало (ИНАСАН), О.А.Кузнецовым (ИПМ им. М.В.Келдыша) выполнена интерпретация серии кривых блеска OY Car (переменная типа SU UMa). Показано, что для интерпретации кривых блеска системы в неактивном состоянии более предпочтительной оказывается модель горячей линии.

А.М.Черепащук совместно с М.Б.Богдановым рассчитал теоретические кривые блеска при микролинзировании звезды фона пространственно-временным туннелем.

Выявлена корреляция переменности мазеров с интенсивностью эмиссионных бальмеровских линий водорода. Разработана модель ударной волны как общего механизма спектральной переменности звезд в оптическом и радиодиапазоне (В.Ф.Есипов, Е.Е.Лехт, М.И.Пащенко, Г.М.Рудницкий).

В основном завершена подготовка 77-го Списка обозначений переменных звезд, в который войдет около 1200 переменных, окончательно обозначенных в 2002 г. Продолжено составление электронной версии ОКПЗ с точной позиционной информацией, в 2002 г. работа в основном завершена для созвездий II тома ОКПЗ (около 12 000 звезд, из них почти для 4000 приведены собственные движения). Науч. рук. – Н.Н.Самусь.

В.П.Горанский, совместно с Е.А.Барсуковой (САО РАН), 4 октября 2002 г. выполнил BVRС-наблюдения послесвечения гамма-барстера GRB 021004 (красное смещение z=2,32 по данным телескопа им. Хаббла) на 1-м телескопе САО. Наблюдения были начаты через 7 часов после максимума (15,5 R), зарегистрированного телескопом-роботом, и продолжались в течение 5 часов. Наблюдения были повторены 8 октября, объект зарегистрирован на величине 20,9 R.

Л.Н.Бердников на 60-см телескопе обсерватории Сайдинг-Спринг (Австралия) получил 7050 фотоэлектрических BVIc наблюдений 143 цефеид. Они использованы для построения точных кривых блеска этих цефеид и для определения их современных элементов.

Изучена группа горячих протопланетарных объектов, открыта переменность их блеска и исследован тип переменности, обнаружено заметное околозвездное поглощение света в их пылевых оболочках (В.П.Архипова, Н.П.Иконникова, Р.И.Носкова, Г.В.Комиссарова).

Проведены фотометрические наблюдения очень глубокого (больше 7 звездных величин) минимума блеска быстро эволюционирующего ядра планетарной туманности FG Стрелы в 2002 г., подтверждено существенное отличие закона околозвездного поглощения света в пылевой оболочке звезды от стандартного (В.П.Архипова, Н.П.Иконникова, Г.В.Комиссарова, С.Ю.Шугаров).

Ю.П.Псковский совместно с О.Ф.Дорофеевым (физфак) определили z-координаты более сотни пульсаров на моменты их возникновения.

Х.Ф.Халиуллиным совместно с А.И.Халиуллиной, А.В.Крыловым и Л.В.Моссаковской из анализа высокоточных электрофотометрических наблюдений затменной системы AR Cas определен период вращения линии апсид затменной двойной системы и апсидальный параметр главной компоненты, который оказался в близком соответствии с современными эволюционными моделями звезд.

На базе данных спутников Yohkoh и SOHO создан специальный каталог из 150 больших вспышек и комплекс программ, позволяющих исследовать ускорение электронов в зависимости от эволюции магнитного поля перед вспышкой (С.А.Богачев, Б.В.Сомов).

На телескопе АТБ на базе ПЗС-спектрогелиографа создан видеомагнитограф с разрешением до 2 угловых секунд (И.Ф.Никулин).

Выполнен анализ семилетних рядов наблюдений проекта IRIS за период с 1989 по 1996 г. Получены оценки собственных частот, полуширин линий и времени жизни, вращательного расщепления мод, энергии мод, а также изменения параметров от времени с фазой солнечного цикла (Э.В.Кононович, В.А.Батурин).

Из анализа временных профилей всплесков километрового радиоизлучения, зарегистрированных на ИСЗ «Интербол–1», и сравнения их с данными микроволнового и жесткого рентгеновского излучения следует, что электроны, генерирующие км-всплеск, выходят из области мощного микроволнового излучения (17 и 35 ГГц) во время взрывной фазы солнечной вспышки (В.С.Прокудина, В.Н.Курильчик).

Завершен цикл работ по изучению особенностей распределения корональных дыр и соответствующих им фотосферных магнитных полей Солнца на протяжении 21-го, 22-го и первой половины 23-го цикла (И.В.Биленко).

Разработан метод обнаружения фрагментарных выбросов на поверхности отдельных лунных участков путем статистического анализа фазовых функций рассеяния света верхним слоем реголита. Представлены рекомендации по формированию программы спектральных съемок с борта планируемого Европейским космическим агентством проекта лунного спутника СМАРТ–1 (В.В.Шевченко, С.Г.Пугачева совместно с Обсерваторией Миди-Пиренеи Университета им. Поля Сабатье, Тулуза, Франция).

Построена гипсометрическая карта на район бассейна Равнины Исида, выбранной Европейским космическим агентством в качестве места посадки спускаемого аппарата Бигль-2 по программе проекта МАРС–ЭКСПРЕСС (Ж.Ф.Родионова, Ю.А.Илюхина).

Проведено сопоставление на новом уровне дистанционных фотометрических, поляриметрических и спектрополяриметрических интегральных и локальных характеристик поверхностей Меркурия и Луны. Результаты работы представлены в виде рекомендаций в группу разработчиков проекта БепиКоломбо Европейского космического агентства в части организации работы посадочного модуля с минировером (В.В.Шевченко).

В.Н.Семенцов, А.В.Миронов, А.И.Захаров сформировали список 5,5 тысяч звезд – фотометрических стандартов на основе сопоставления наиболее точных внеатмосферных и наземных каталогов.

Рассчитан ньютоновский гравитационный шум атмосферы на частотах от 10 Гц до 10–5 Гц, результаты подтверждены экспериментальными данными. Они имеют большое значение для создания инфранизкочастотных гравитационных антенн и для фундаментальных геофизических приложений (измерения колебаний земного ядра и др.) (н. рук. – В.Н.Руденко).

Впервые экспериментально удалось определить резонансные частоты ранее выявленных разномасштабных неоднородностей вулкана Эльбрус, которые можно связать с магматическим очагом. Проведенными исследованиями заложены основы нового «резонансного» метода контроля за состоянием упруго-вязких параметров магматических образований «спящих» вулканов (н. рук.– В.К.Милюков).

Впервые выполнены уникальные гравиметрические наблюдения на Эльбрусе до высоты 4600 метров и комплексная интерпретация гравиметрических и деформометрических данных в рамках модели магматических структур Приэльбрусья. Создана локальная геодинамическая сеть в районе Калязинской астрономической обсерватории АСЦ ФИАН (н. рук.– А.В.Копаев).

С.Л.Пасынком объяснено появление физически недопустимых компонент магнитного поля в современных теориях нутации с помощью учета влияния теплового обмена внутри Земли.

П.А.Строевым и Е.Д.Корякиным рассчитаны мантийные аномалии гравитационного поля для Южного океана и Антарктики.

Вычислены эфемериды взаимных покрытий и затмений Галилеевых спутников Юпитера на эпоху 2002–2003 гг. Определены обстоятельства явлений и условия их наблюдений для российских обсерваторий (н. рук.– Н.В.Емельянов).

И.А.Герасимовым, Б.Р.Мушаиловым, А.А.Калошиным предсказано существование астероидов, движущихся между орбитами Юпитера и Сатурна в орбитальных линдбладовских резонансах с Юпитером 1:2, 2:3 («внешняя орбитальная соизмеримость») и Сатурном. Последующие наблюдения подтвердили существование по крайней мере пяти таких объектов.

В.В.Чазов построил единую теорию движения тел Солнечной системы, базирующуюся на разработке универсального метода вычисления пертурбационной функции.

В рамках общей задачи трех тел с равными массами закончено исследование по определению полной массы тройных галактик с использованием наблюдательных данных Проведенные исследования указывают на наличие в этих системах значительных скрытых масс, сосредоточенных в индивидуальных коронах галактик (н. рук. В.П.Долгачев, А.Д.Чернин).

В рамках международного проекта СПЕКТР-УФ рассчитана новая оптическая схема телескопа Т–170 м (н. рук. – В.Ю.Теребиж).

Отлажена система эшеле-спектрографа «Радуга» для наблюдения спектров и измерения лучевых скоростей звезд ранних спектральных классов (В.Ф.Есипов, С.А.Потанин, В.Г.Корнилов).

Полностью завершены два экземпляра предназначенного для определения высотного распределения турбулентности в земной атмосфере мульти-апертурного датчика мерцаний (MASS) и программное обеспечение к нему. С лета 2002 г. приборы работают в штатном режиме в обсерватории Серро-Тололо и Ла Силла (Чили). В течение месяца 1-й прибор использовался для измерений турбулентности над Мауна-Кеа (Гаваи). Получаемые данные необходимы для работы адаптивной оптики и для выбора мест установки сверхкрупных телескопов будущего (В.Г.Корнилов, Н.И.Шатский, О.В.Возякова и С.А.Потанин).

Подготовлен список всех астрофизических объектов для наблюдений на космическом астрометрическом интерферометре «Озирис». Проведено оптимизационное моделирование для предвычисления положений объектов запланированных наблюдений (К.В.Куимов, А.С.Расторгуев, Е.В.Глушкова, А.К.Дамбис, А.В.Кузьмин, А.Э.Наджип, В.Н.Семенцов, Е.Н.Федосеев).

Рассмотрена целесообразность постановки астрометрических научных задач в программе космического проекта «Радиоастрон». Показано, что в рамках этого проекта может быть проведено уточнение фундаментальной системы небесных координат, определены тригонометрические параллаксы некоторых пульсаров, проведено согласование фундаментальной и динамической систем небесных координат (И.А.Герасимов, В.Е.Жаров К.В.Куимов, Ю.П.Илясов, Е.Н.Федосеев).