Пенсионный советник

«Ждем слияний нейтронных звезд»

Обзор важнейших астрономических открытий июня

Лектор: 03.07.2017, 20:35
Swinburne Astronomy Productions

Разгадка 40-летней тайны «инопланетного» радиосигнала, сливающиеся черные дыры и открытия планет-невидимок — в традиционном астрообзоре от доктора физико-математических наук астрофизика Сергея Попова.

Июнь начался с новой статьи коллаборации LIGO о еще одном достоверно зарегистрированном слиянии двух черных дыр. На этот раз суммарная масса составила около 50 солнечных.

Интригующей особенностью оказалось то,

что в пределах ошибок до слияния черные дыры вращались в разные стороны. Это необычно и интересно.

Как раз недавно астрономы МГУ Константин Постнов и Александр Куранов опубликовали статью, в которой рассматриваются сценарии эволюции двойных систем, приводящие к такой ситуации.
Слияния черных дыр уже стали привычными. Ждем слияний нейтронных звезд. А теоретики не только ждут, но и строят все более детальные модели эволюции двойных звезд, приводящей к этому. Свежие результаты представлены в статье Тауриса с соавторами. Это большое исследование, посвященное разнообразным эффектам и процессам, имеющим отношение к формированию систем из двух нейтронных звезд.

Сегодня во вселенной известно лишь 15 систем, состоящих из двух нейтронных звезд.

Наверняка ввод в строй радиотелескопа FAST позволит увеличить это число раза в три. Авторы начинают с обзора наблюдений по известным системам, а потом переходят к эволюционным процессам, приводящим к их формированию. В случае рассмотрения эволюции есть много не до конца понятых (или совсем плохо понятых) мест. Им авторы уделяют достаточно много внимания. Так, например, очень тщательно обсуждается проблема кика (дополнительной скорости, которую нейтронная звезда получает при рождении).

Отдельно рассматриваются известные системы с точки зрения их возможной эволюции. Наконец, авторы описывают расчеты темпа слияния нейтронных звезд.

Конец инопланетянам

Другая интересная июньская статья

видимо ставит точку в разгадке известного сигнала Wow, принятого за сигнал внеземного разума! Это были кометы.

Радиосигнал пришел на волне излучения водорода. Водородные облака, связанные с двумя кометами, в момент наблюдения сигнала находились примерно там, куда смотрел телескоп.

Теперь к более свежим открытиям. Детальные наблюдения на телескопе Кека и их анализ показали, что близкий объект, считавшийся бурым карликом спектрального класса L, на самом деле является тесной парой двух планет с массой порядка юпитерианской. Расстояние между планетами 3–4 а.е. Массы тел составляют 3–5 масс Юпитера. Орбитальный период составляет несколько десятков лет. Возраст системы, согласно оценкам, составляет несколько миллионов лет. Авторы полагают, что таких случаев во вселенной может быть много.

Открыт новый класс переменных звезд. Они отличаются голубым цветом (температура 30 000К) и быстрыми (20–40 минут) сильными (0.2–0.4 звездные величины) пульсациями. Периоды очень стабильны. Есть указания, что во многих случаях они растут. Возможно, это проэволюционировавшие маломассивные звезды с гелиевыми оболочками, но точный эволюционный статус объектов неизвестен.

А вот просто очень красивый результат! Авторы статьи обнаружили эффект астрометрического микролинзирования. Т.е., так же как смещаются изображения звезд при их наблюдении вблизи солнечного диска при затмении, удалось пронаблюдать смещение видимых положений звезд вблизи более близкого объекта. Им был белый карлик Stein 2051B.

В результате, кроме демонстрации красивого эффекта, авторы смогли измерить массу этого карлика. Она оказалась вполне заурядной — две трети массы Солнца. Наблюдения проводились на Космическом телескопе имени Хаббла.

Но не только наблюдатели радуют новыми работами. В сеть выложены результаты проекта EAGLE, которые все желающие могут использовать в своей научной работе (а также — для других целей). EAGLE — один из современных проектов (наряду с Illustris и др.), в которых в мелких подробностях моделируется формирование галактик от больших красных смещений до наших дней.

Прелесть современного подхода состоит в том, что проекты выкладывают данные в открытый доступ. Данная статья является руководством по использованию открытых данных EAGLE. Сами данные доступны здесь.

Наблюдатели тоже выкладывают большие массивы данных. В статье приведено краткое, но полезное и понятное описание архива Gaia. Пока там только первый релиз. Тем не менее, как известно, уже и с ним люди делают много интересной работы. В заключение упомянем несколько интересных обзоров.

Ученые, описывая основные методы обнаружения и определения свойств экзопланет, не всегда выделяют отдельным пунктом очень важный и распространенный способ. Он связан с планетными транзитами. Сам транзитный метод известен, понятен и хорошо и многократно описан. Однако важно, что измерения времен транзитов — это само по себе очень точная «штука». И если в системе «болтается» что-то еще, то это «что-то» будет влиять на параметры транзитов.

В итоге появляется новый метод поиска экзопланет.

Планеты-невидимки

Как правило, если вокруг звезды крутится планета, то есть и другие. Но вовсе не обязательно орбиты всех планет лежат настолько в одной плоскости, что все они будут транзитными. Тем не менее, влияя своей гравитацией на транзитные планеты, «невидимки» проявляют себя. Сбивается время следующего транзита. Транзит может длиться дольше или меньше. Все это можно измерить и определить свойства «возмущающего» тела.

В настоящее время более сотни планет открыто методом вариации времени транзита и несколько штук методом вариации длительности транзита. С учетом того, что вскоре должны полететь новые спутники (TESS, CHEOPS), метод наверняка получит второе дыхание (а потом и третье, когда полетит спутник следующего поколения PLATO). Вносят свой вклад и наземные наблюдения транзитов. В этом обзоре описана и теория, и методы наблюдений, и результаты. При этом обзор небольшой и понятный. Так что — его стоит просмотреть.

Важнейшей проблемой в астрономии является определение расстояний до объектов. В июне в Архиве появился отдельный обзор на эту тему. Начинается все с расстояния до центра Галактики и доводится до космологических масштабов. В основном авторы концентрируются на расстояниях до галактик Местной группы и переменных звезд типа RR Лиры.

Наконец, не надо думать, что современная астрофизика — это только светлый путь и яркие открытия. Это еще и всякие нерешенные проблемы.

Современные измерения постоянной Хаббла (меры разбегания вселенной) дают значения 67–74 км/с/Мпк. Т.е. согласуются с точностью лучше 10%. Однако собственные ошибки методов (статистические и систематические), заявляемые авторами, ниже. Т.е. существует две основные группы результатов — по звездам и цефеидам, и по реликтовому излучению, — которые концентрируются к 72 км/с/Мпк в первом случае и к 68 км/с/Мпк — во втором, и расхождение между этими двумя группами составляет более 3-сигма, т.е. статистически умеренно значимо.

В этом обзоре обсуждаются разные варианты этой проблемы. Самое простое — завышенная заявленная точность. Однако анализ (особенно в случае цефеид и сверхновых) показывает, что с точностью все в порядке. Вторая идея — какая-то «новая физика», т.е. модификация стандартной космологической модели (распад темного вещества, эволюция темной энергии и т.п.), но это не подтверждается данными Планка.

Так что проблема остается. Возможно, полагает автор, кое-что удастся проверить благодаря спутнику Gaia, который улучшит наши знания по цефеидам, красным гигантам и другим звездам. Возможно, понадобятся новые космологические проекты (обзоры крупномасштабной структуры, исследования реликтового фона и т.п.). В общем, в статье менее 6 страниц одноколоночного текста с двойным интервалом — советую прочесть.