Отчет о научно-исследовательской работе в 2015 году группы релятивистской астрофизики

Скачать 238.21 Kb.

Название	Отчет о научно-исследовательской работе в 2015 году группы релятивистской астрофизики
страница	1/2
Тип	Отчет

rykovodstvo.ru > Руководство эксплуатация > Отчет

1 2

Отчет

о научно-исследовательской работе в 2015 году

группы релятивистской астрофизики

1. Важнейший научный результат сотрудников подразделения

Завершен теоретический анализ природы субсекундных спайков, обнаруженных нами в максимуме гигантской вспышки UVCet. Главной особенностью совокупности этих событий является их высокая линейная поляризация — нижняя граница ее степени составила в большинстве случаев 30 — 45 %. Было установлено, что никакой из способов генерации и/или трансформации излучения в астрофизических условиях не способен обеспечить его столь высокую линейную поляризацию. При Томсоновском рассеянии ее степень не превышает 10 – 20% (Angel, 1969, ApJ,158,219; Brown&McLean,1977, A&A,57,141). Линейная поляризация тормозного излучения, как правило, лежит в диапазоне 5 – 25% (Brown,1972, Sol.Phys.,26,441; Emslie et al.,2008, ApJ,674,570), достигая в особых редких случаях (на лимбе Солнца, например) 40% (Jeffrey&Kontar, 2011,A&A,536,93). Обратное Комптоновское рассеяние на направленном потоке электронов неполяризованного излучения (IC) не меняет его состояние, в то время, как этот эффект для собственного (поляризованного!) синхротронного излучения электронов (SSC) уменьшает его линейную поляризацию в несколько раз – максимальные значения ее степени не превышают 30 —35% (Bonometto&Staggion, 1973, A&A,23,9; Krawczynski, 2012, ApJ,744,30). Таким образом, обнаруженная нами в субсекундных всплесках UV Cet линейная поляризация со степенью, превышающей 35 — 45%, является прямым доказательством их синхротронного происхождения. Отметим, что без специальных соображений об ориентации плоскости поляризации у спайков при ее произвольном расположении относительно наблюдателя значения параметров Стокса Q и U в среднем совпадают, а степень поляризации (не ее нижняя граница!) близка к 60 — 70%, т. е. к поляризации синхротронного излучения ультрарелятивистских электронов с относительно плоским спектром. На основании этого вывода были оценены параметры пучков ультрарелятивистских электронов, генерирующих излучение в спайках — Лоренц-факторы превышают 600 при минимальных энергиях в их спектре 20 — 30 Кэв, магнитные поля имеют напряженность около 1 Кгс, а показатели степенного спектра электронов лежат в диапазоне 1.6 — 2.8. Таким образом, были впервые обнаружены свидетельства ускорения электронов во вспышках звезд типа UV Cet до энергий в несколько сотен Мэв.

2. Научные результаты сотрудников подразделения, полученные при выполнении НИР.
Tема НИР — 16.12 «Исследование быстрой переменности астрономических объектов, обусловленной релятивистскими эффектами»

Руководитель: Г.М. Бескин

Исполнители: С.В.Карпов, В.Л. Плохотниченко, Т.И. Туполова, Е.П. Городовой, Е.Г. Чмырёва

Соисполнители из других институтов и организаций: А.В. Бирюков (ГАИШ), Г.А. Оганесян (SISSA)

Организации (институты)-соисполнители: ГАИШ, SISSA

Грант РНФ 14-50-00043

Руководитель: Ю.Ю.Балега

Исполнители:Г.М. Бескин, С.В.Карпов, В.Л. Плохотниченко, Е.П. Городовой,

Соисполнители из других институтов и организаций: А.В. Бирюков (ГАИШ), С.Ф.Бондарь, Иванов Е.А., Каткова Е.В., Перков А.В. (СОН «Архыз» АО «НПК «СПП»), Сасюк В.В., Усанин В.С (К(П)ФУ)

Организации (институты)-соисполнители: ГАИШ, К(П)ФУ, СОН «Архыз» АО «НПК «СПП»
Проект ГЛОРИЯ Европейского Совета

Руководитель от САО: Г.М. Бескин

Исполнители: С.В.Карпов, В.Л. Плохотниченко, Т.И. Туполова, Е.П. Городовой, Е.Г. Чмырёва

Соисполнители из других институтов и организаций: 40 человек из 13 институтов и обсерваторий 7 стран — Испании, Италии, Польши, Чехии, Ирландии, Великобритании, Чили

Организации (институты)-соисполнители:

Номер участника. *	Название организации	Аббревиатура	Страна
1 (Координатор)	Universidad Politécnica de Madrid	UPM	Испания
2	Astronomical Institute of Academy of Sciences of the Czech Republic	AUAV	Чехия
3	Consejo Superior de Investigaciones Científicas	CSIC	Испания
4	Czech Technical University	CVUT	Чехия
5	Institute of Physics of the Academy of Sciences of the Czech Republic	IP-ASCR	Чехия
6	Instituto de Astrofísica de Canarias	IAC	Испания
7	Istituto Nazionale di Astrofisica	INAF	Италия
8	Special Astrophysical Observatory of Russian Academy of Sciences	SAO	Россия
9	University College Dublin	UCDNUID	Ирландия
10	University of Chile	UC	Чили
11	Universidad de Málaga	UMA	Испания
12	University of Oxford	UOXF	Великобритания
13	Uniwersytet Warszawski	UNIWARSAW	Польша

Полученные научные результаты:
1.Ранее нами были отобраны пульсары с известными параллаксами и малыми характеристическими возрастами, для которых с учетом имеющихся данных были разыграны траектории движения в Галактике. Наиболее перспективными для данной задачи представляются области рождения четырех из 18 изначально отобранных пульсаров - J0139+5814, J0922+0638, J0358+5413, J1935+1616 - в силу их компактности (проекция на небо облака конечных точек основной части разыгранных траекторий не превышает двух квадратных градусов). В области вероятного рождения молодого пульсара J0139+5814 был обнаружен в базе SIMBAD 41 объект неопределенной природы, их исследования продолжаются. Предполагаемая область рождения второго пульсара, J0922+0638, еще более богата интересными об ъектами их число достигает 2000. Разброс конечных точек траекторий для третьего и четвертого пульсаров, J0358+5413 и J1935+1616, определяющий предполагаемую область рождения, достаточно велик, однако их основная масса концентрируется в области с площадью, не превышающей одного квадратного градуса. Подробные списки выделенных объектов - кандидатов в черные дыры - в настоящее время готовятся к публикации.
2. Завершен статистический анализ свойств выборки из 54-х гамма-всплесков с измеренными красными смещениями, чьи оптические кривые блеска имеют максимумы.

Результаты работы можно кратко резюмировать следующим образом:

- изучены парные корреляции между параметрами гамма-всплесков в наблюдаемой и собственной системе отчетах, выделены статистически значимые случаи, в которых коэффициент корреляции превышает 50% при уровне значимости не более 1%;

- установлена свободная от эффектов селекции корреляция между максимальной светимостью в стандартной R-полосе и красным смещением, свидетельствующая, по-видимому, о космологической эволюции межзвездной среды в областях рождения гамма-всплесков;

- сделан шаг к переосмыслению ранее найденной корреляции между максимальной светимостью и временем достижения максимума оптической кривой блеска: показано, что такая связь характерна только для ранних оптических источников;

- выдвинута гипотеза о наличии связи между эффективностью преобразования механической энергии релятивистской струи в оптическое излучение и ее раствором, обеспечивающей сходство корреляций оптической светимости и гамма-энергии для источников разной локализации в струе.
3. Был проведен цикл работ по модернизации спектро-фотополяриметра. Реализован режим дистанционной смены оптических блоков, предназначенных для фотометрии и спектроскопии. Ниже перечислены элементы, которые настоящее время в наблюдениях можно использовать в наблюдениях.

Трёх-полосный фотометрический блок, переносящий на мультищелочной детектор световой поток в U или B фильтре, а на GaAs детектор — потоки в полосах V и R.
Спектральный блок низкого разрешения (5 элементов), с призмой Аббе в качестве диспергирующего элемента, формирующий изображение спектра на фотокатоде GaAs КЧД. При этом ультрафиолетовая компонента светового потока подаётся на мультищелочной детектор.
Спектральный блок с дифракционной решеткой, позволяющий получить до 50 элементов разрешения в видимом участке спектра на GaAs детекторе и поток в U или B полосах для регистрации на мультищелочном детекторе.

В новом варианте прибора предусмотрена возможность дальнейшей модернизации путём установки третьего КЧД или быстрой CCD-матрицы. Также можно заменить матрицу подсмотра поля зрения на более быструю с большим полем и для обзорной фотометрии выбранных площадок. Проведена доработка программы управления накоплением наблюдательных данных, для визуализации кривых блеска различных фрагментов поля зрения детекторов с секундным временным разрешением.

4. Было проведено изучение различных аспектов проблемы автоматической многополосной (BVR) фотометрии больших (100 кв.градусов) участков небесной сферы, регистрируемых при наблюдениях с 9-канальной мониторинговой системой Mini-MegaTORTORA (ММТ-9). Помимо проведения мониторинга высокого временного разрешения, эта система регулярно получает "глубокие" снимки с экспозицией 60 с, предназначенные для поиска и изучения долговременной переменности всех доступных для наблюдения объектов, а также поиска транзиентных событий, в том числе транзитов планет у белых карликов. Предварительный анализ показывает, что при таких экспозициях обнаруживаются объекты вплоть до 14-14.5 звёздной величины (в V-полосе). Реализация автоматической фотометрии этих данных необходима для решения широкого класса задач - от фотометрической поддержки спектральных наблюдений до поиска и исследования экзопланет. Был развит подход, основанный на предварительном определении пространственно-зависимой функции рассеяния точки (ФРТ) системы на основе анализируемого изображения с помощью программного кода PSFex. Его основными характеристиками должны стать автоматическая работа без подстройки пользовательских параметров и приемлемая скорость измерения, в пределах не более нескольких минут на отдельное изображение, содержащее до 100 тысяч объектов. Экспериментальная версия программы позволила обрабатывать этот объем данных за 10 минут с точностью фотометрии от 0.05 до 0.2 зв. величины в полосе V. Планируется улучшение этих характеристик в несколько раз.

Проводились исследования метеорных потоков в процессе мониторинга небесной сферы с 9-канальной широкоугольной системы высокого временного разрешения Mini-MegaTORTORA (ММТ-9) с временным разрешением 0.1 с и полем зрения 900 кв. градусов. Выделяемые в процессе поиска транзиентов метеорные события сохраняются в базе данных, которая содержит информацию о блеске, траектории, скорости и длительности событий с временным разрешением 0.1 секунды. За первый год работы системы (около 200 наблюдательных ночей) было обнаружено свыше 65 тысяч метеоров, в среднем 300-350 за ночь. Их длительность менялась от 0.1 до 2.5 с при угловой скорость вплоть до 38 град/с. Самые слабые метеоры имели блеск в максимуме трека около 10 зв. вел., причем эта характеристика для большинства объектов лежит в диапазоне от 4 до 8 mag, что в среднем на 5 звездных величин больше, чем у метеоров из баз данных EDMOND и SonotaCo. Десятки объектов наблюдались одновременно в BVR полосах несколькими каналами системы. Для них определены вариации цветов вдоль трека.
Результаты многолетних наблюдений с широкоугольной одноканальной мониторинговой системой FAVOR в 2003-2009 годах показали, что подобные системы являются перспективным инструментом для изучения низкоорбитальных ИСЗ. Начавшая работу в июне 2014 года система Mini-MegaTORTORA имеет 9 каналов, более высокое пространственное и временное разрешение, а также несколько большую проницающую силу. Одной из основных её задач и является исследование искусственных спутников Земли. Угловые измерения ИСЗ, выделяемых автоматической системой обнаружения транзиентов, имеют точность порядка 5-30", которой вполне достаточно для идентификации спутников на низких и средних орбитах, а получаемая фотометрическая информация высокого временного разрешения (временное разрешение 0.1 с) является уникальной и не имеющей аналогов в мире. Для её публикации нами создана регулярно пополняемая база данных, доступная по адресу http://astroguard.ru/satellites. В её открытую часть входят все измеренные ИСЗ, идентифицированные по публичным орбитальным данным и не принадлежащие Российской Федерации. За первые 12 месяцев в базу вошли оценки блеска 4245 низкоорбитальных и среднеорбитальных ИСЗ. Темпы пополнения БД составляют около 1000 новых ИСЗ за год.

3. Перечень проектов, грантов, договоров, контрактов и др., по которым велись работы в подразделении (ФЦП, программы ОФН, ПРАН, МОН, РФФИ, зарубежные гранты, соглашения и программы и др.). Привести название программы (фонда), номер гранта, название темы, ФИО руководителя, годы начала и окончания работ.

Название органа, фонда, организации	Название программы, гранта, соглашения	Номер программы, гранта, соглашения	Название темы программы, соглашения	ФИО руководителя	Год начала работ	Год окончания работ
РНФ		14-50-00043	Экзопланеты	Ю.Ю.Балега	2014	2018
Европейский Совет	ГЛОРИЯ			Г.М.Бескин	2012	2015

4. Список публикаций, вышедших из печати (или планируемых к печати в отчетном году):

4.1. в научных журналах, книгах, сборниках;

№ п/п	Авторы	Название публикации	Название журнала, книги, сборника	Год	Том	Номер	Диапазон страниц
1	Vladimir V. Sokolov	On the Observed Mass Distribution of Compact Stellar Remnants in Close Binary Systems and Localizability of Gravitational Energy	Open Science, International Journal of Astronomy, Astrophysics and Space Science	2015	2	6	51-58
2	M.D. Caballero-Garcia, V. Simon, M. Jeliınek, A.J. Castro-Tirado, V.V. Sokolov, D. I. Makarov, J. C. Tello, et al.	Early optical follow-up of the nearby active star DG CVn during its 2014 superflare	MNRAS	2015	452		4195–4202
3	V. M. Lipunov, J. Gorosabel, M. V. Pruzhinskaya, A. de Ugarte Postigo, I. V. Sokolov, D. A. Kann, Z. Cano, A. J. Castro-Tirado, V. V. Chazov, J. Greiner, O. A. Gress, V. V. Sokolov, T. N. Sokolova, C. C. Thöne, et al.	The optical identification of events with poorly defined locations: the case of the Fermi GBM GRB 140801A	MNRAS	2015	455	1	712-724
4	Massimiliano De Pasquale, N.P.M. Kuin, S. Oates, S. Schulze, Z. Cano, V.V. Sokolov, A. S. Moskvitin, et al.	The optical rebrightening of GRB100814A: an interplay of forward and reverse shocks?	MNRAS	2015	449	1	1024-1042
5	Biryukov, A.; Beskin, G.; Karpov, S.; Bondar, S.; Ivanov, E.; Katkova, E.; Perkov, A.; Sasyuk, V.	The first light of Mini-MegaTORTORA wide-field monitoring system	Baltic Astronomy	2015	24	1	100-108
6	Zakharov, A.; Mironov, A.; Biryukov, A.; Kroussanova, N.; Prokhorov, M.; Beskin, G.; Karpov, S.; Bondar, S.; Ivanov, E.; Perkov, A.; Sasyuk, V.	On the Atmospheric Extinction Reduction Procedure in Multiband Wide-Field Photometric Surveys	Acta Astronomica	2015	65	2	197-204
7	Valyeev, A.F.;; Pit, N. V.; Solovyev, V. Ya.; Burlakova, T. E.; Moskvitin, A. S.; Grauzhanina, A. O.; Gadelshin, D. R.; Shulyak, D.; Fatkhullin, T. A.; Galazutdinov, G. A.; Malogolovets, E. V.; Beskin, G. M.; Karpov, S. V.; Dyachenko, V. V.; Rastegaev, D. A.; Rzaev, A. Kh.; Valyavin, G. G. Antonyuk, K. A.	Detection of regular low-amplitude photometric variability of the magnetic dwarf WD0009+501. on the possibility of photometric investigation of exoplanets on the basis of 1-meter class telescopes of the special and crimean astrophysical observatories	Astrophysical Bulletin	2015	70	3	318-327
8	Beskin, G. M.; Oganesyan, G.; Greco, G.; Karpov, S.	Statistical analysis of the parameters of gamma-ray bursts with known redshifts and peaked optical light curves	Astrophysical Bulletin	2015	70	4	400-413

4.2. в материалах конференций, опубликованные после проведения мероприятия;

№ п/п	Авторы	Название доклада	Название конференции	Год	Библиографические данные
1	V. V. Sokolov	Gravidynamics (scalar-tensor gravitation) and the observed discrete mass spectrum of compact stellar remnants in close binary systems	“Particle and Astroparticle Physics, Gravitation and Cosmology: Predictions, Observations and New Projects”, Protvino, Moscow Region, Russia, 23 – 27 June 2014	2015	“Particle and Astroparticle Physics, Gravitation and Cosmology: Predictions, Observations and New Projects” Proceedings of XXXth International Workshop on High Energy Physics, Protvino, Moscow Region, Russia, 23 – 27 June 2014, World Scientific, 2015

4.3. электронные публикации;

Авторы	Название публикации	Название ресурса	Год	Номер	Интернет адрес публикации
Vladimir V. Sokolov	On the Observed Mass Distribution of Compact Stellar Remnants in Close Binary Systems and Localizability of Gravitational Energy	Open Science, International Journal of Astronomy, Astrophysics and Space Science	2015	2	http://www.openscienceonline.com/journal/ archive2?journalId=703&paperId=2576
Karpov, S.; Beskin, G.; Bondar, S.; Ivanov, E.; Katkova, E.; Perkov, A.; Orekhova, N.; Biryukov, A.; Sasyuk, V.	GRB 151107B: Mini-MegaTORTORA limits on simultaneous optical emission	GRB Coordinates Network, Circular Service	2015	18574	http://gcn.gsfc.nasa.gov/gcn/gcn3/18574.gcn3

4.4. другие публикации (препринты, отчеты, тезисы и др.).

Авторы	Название публикации	Тип публикации	Год	Исходящие данные (номер и др.)
Sokolov V.V.	On the observed mass distribution of compact stellar remnants in close binary systems and possible interpretations proposed for the time being	Abstract	2015	Book of abstracts of the International Workshop on Quark Phase Transition in Compact Objects and Multimessenger Astronomy: Neutrino Signals, Supernovae and Gamma-Ray Bursts, SAO RAS
Verkhodanov O.V., Sokolov V.V., Khabibullina M.L.	Correlation between sphere distributions of gamma-ray bursts and CMB fluctuations	Abstract	2015	Book of abstracts of the International Workshop on Quark Phase Transition in Compact Objects and Multimessenger Astronomy: Neutrino Signals, Supernovae and Gamma-Ray Bursts, SAO RAS
Vlasyuk V.V., Sokolov V.V.	The complex of SAO RAS optical telescopes as an instrument for studying transient phenomena in the Universe	Abstract	2015	Book of abstracts of the International Workshop on Quark Phase Transition in Compact Objects and Multimessenger Astronomy: Neutrino Signals, Supernovae and Gamma-Ray Bursts, SAO RAS

1 2

	Отчет о научно-исследовательской работе gr в санкт-петербурге Имидж специалистов по взаимодействию с органами публичной власти и проблема институализации профессии 15		Отчет о научно-исследовательской работе Закрытое акционерное общество Лаборатория новых информационных технологий «ланит» (зао “ланит”)
	Задачами научно-исследовательской работы являются ...		Отчет о научно-исследовательской работе по теме: «Стратегия социально-экономического... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
	Отчет о научно-исследовательской работе «Разработка научно-методических... Заключительный отчет по нир: «Разработка научно-методических основ формирования корпоративной культуры в системе мчс россии» (п....		Отчет о научно-исследовательской работе разработка методов оценки... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
	Отчет о научно-исследовательской Основные результаты научно-исследовательских работ по хозяйственным договорам и грантам		Перечень образовательных программ высшего образования, которым соответствует... ...
	Отчет о научно-исследовательской работе «Разработка методов оценки... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Отчет о научно-исследовательской работе по исполнению Государственного контракта Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский национальный...
	Отчет о научно-исследовательской работе по исполнению Государственного контракта Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский национальный...		Отчет о научно-исследовательской работе, проведенной по заказу Министерства... ...
	Отчет о научно-исследовательской работе информационно-аналитическая... Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования академия народного хозяйства при правительстве российской...		Руководство нир студентов Информация о направлениях и результатах научной (научно-исследовательской) деятельности и научно-исследовательской базе для ее осуществления...
	Руководство по планированию научно-исследовательской практики у аспирантов очной формы обучения Бъем научно-исследовательской практики за весь период обучения составляет 36 зачетных единиц (24 недели), в том числе 24 зачетные...		Руководство нир студентов Информация о направлениях и результатах научной (научно-исследовательской) деятельности и научно исследовательской базе для ее осуществления...

Отчет о научно-исследовательской работе в 2015 году группы релятивистской астрофизики

Похожие: