От вспышки до всплеска. астрофизики задают вопросы вселенной

      Комментарии к записи От вспышки до всплеска. астрофизики задают вопросы вселенной отключены

От вспышки до всплеска. астрофизики задают вопросы вселенной

N 12(2017)
Дризе Юрий
24.03
Практически полвека прошло, а помнится, как словно бы было день назад. Новоиспеченный кандидат наук Геннадий Бисноватый-Коган (на верхнем снимке слева) продемонстрировал собственному преподавателю Якову Зельдовичу всего-то набросок будущей статьи: дескать, стоящее ли дело, необходимо ли его доводить? Вердикт наставника был неожиданностью и категоричным: Срочно отдавайте в печать. Как, в сыром виде? — недоумевал юный человек. Да, как раз в таком, — последовал жёсткий ответ.

Быть может, академик опасался, что перспективная мысль, выдвинутая его учеником, практически носится в воздухе и как знать — не опоздает ли он с публикацией, не утратит ли приоритет, израсходовав пара дней на доработку? Так как вчерашний аспирант замахнулся на значительную проблему: обрисовал малоизвестный магнито-ротационный механизм взрыва сверхновой.
Поясним: сверхновые — замечательнейшие вспышки, которыми массивные звезды заканчивают собственную жизнь. Сверхновые бывают двух типов: взрывающиеся и коллапсирующие, в которых звезды теряют динамическую устойчивость в конце собственного существования. Они сжимаются и преобразовываются в нейтронные звезды. При коллапсе большинство энергии выделяется в виде слабо взаимодействующих частиц — нейтрино, и происходит взрыв.

Его обстоятельство, как тогда предполагалось, — итог нагрева окружающего вещества потоком нейтрино.
Прославленный академик оценил новаторский подход начинающего ученого, предложившего новую уникальную физическую модель сложнейшего явления. Статья показалась в Астрономическом издании в первой половине 70-ых годов XX века, но реакции, как ожидал создатель, не последовало ни сходу, ни позднее. Лет 30 коллеги фактически не подмечали публикацию — они оставались верны классической модели, пока не исчерпали попытки растолковать взрыв привычным способом.

И лишь в середине 1990-х, по окончании публикаций еще двух статей сотрудников из группы Г.Бисноватого-Когана по двумерным расчетам магнито-ротационной модели, доказавших ее эффективность, в авторитетном издании Monthly Notices of Royal Astronomical Society (MNRAS), новая теория взрыва наконец стала популярной. на данный момент много астрофизиков занимаются ее расчетами.
И сейчас маститый ученый, начальник научной школы, основной научный сотрудник Университета космических изучений РАН, врач физико- математических наук, доктор наук Геннадий Бисноватый-Коган продолжает, как и во времена Зельдовича, изучать сверхновые, добавив к ним еще множество перспективных направлений. Само собой разумеется, не в одиночку — у него целая несколько соратников. Часть изучаемых ими направлений вошла в проект Источники излучения в экстремальных астрофизических условиях, приобретший помощь Российского научного фонда.
Картина вырисовывается такая. В ходе коллапса, в то время, когда вращение звезды делается дифференциальным, магнитное поле начинает закручиваться. Появляется возмущение полного давления, которое сперва распространяется в виде звуковой волны.

Ее амплитуда наряду с этим возрастает, образуется сильная ударная волна — она ведет к вспышке и выбросу вещества сверхновой. Это огромное явление во Вселенной известно уже более 1000 лет. В случае если подобный замечательный взрыв происходит в отечественной Галактики, то прекрасно виден пара недель, причем кроме того днем, что немудрено: так как ослепительное свечение сравнимо с яркостью всех 100 миллиардов звезд Галактики.

К настоящему времени наблюдалось всего три аналогичных вспышки, из них самую известную, случившуюся в первой половине 50-ых годов одинадцтого века, китайцы видели невооруженным глазом и обрисовали в собственных хрониках, назвав звездой-гостьей. На месте вспышки сверхновой появилась светящаяся туманность, из-за собственной причудливой формы названную Крабовидной (на снимке).
Она появилась благодаря постоянной подкачки в туманность громадного количества энергии. Ее источник — вращательная энергия юный нейтронной звезды с сильным магнитным полем — пульсара, появившегося в следствии взрыва и коллапса. Его диаметр — 10 километров, а масса превосходит Солнце в полтора раза.

Вращается он со скоростью 30 оборотов в секунду — все равно что огромный волчок. Пара таких необычных объектов, как Крабовидная туманность, — плерионов — известны в отечественной Галактике, не смотря на то, что они старше, значительно не сильный и менее изучены, чем Крабовидная туманность.
Сверхновые — ответственный источник знаний ученых о Вселенной. Наблюдения за ними разрешили в первый раз сделать вывод о существовании чёрной энергии, но, что она из себя воображает, астрофизики не знают до сих пор. Быть может, она являет собой универсальную космологическую постоянную Эйнштейна, либо это итог проявления настоящих физических полей.
Такова центральная тема современной астрофизики. Ответы на бессчётные вопросы ищут ученые, изучающие высокие энергии, и среди них коллектив Г.Бисноватого-Когана. В мире аналогичных групп — не меньше десятка. Они трудятся в наибольших университетах США, и Германии и японии.

У нас таких экспертов мало, но их изучения находятся на самом высоком уровне и пользуются интернациональным авторитетом.
Ежегодно астрологи открывают пара десятков сверхновых в далеких галактиках, каковые выявляют при наблюдении громадных участков Вселенной. Этим целям помогает и русский совокупность малых телескопов МАСТЕР: охватывая практически все континенты, она смотрит за происходящим в космосе. И в то время, когда случается вспышка, телескопы, зафиксировав ее, выкладывают данные в мировую сеть.

На первый взгляд, в изучении сверхновых величина телескопов решающей роли не играется: так как вспышки возможно изучать и посредством малых устройств, но чем дальше они происходят, чем не сильный светят — тем больше должны быть телескопы. В мире, в районах с благоприятным астроклиматом, планируется строительство грандиозных сооружений диаметром порядка 30 метров. на данный момент действуют пара 10-метровых устройств, но у нас таких нет.
Теоретики из группы Г.Бисноватого-Когана изучают процессы остывания молодых нейтронных звезд, неспешно теряющих собственную тепловую энергию. Это разрешает сделать выводы о форме и величине магнитного поля нейтронной звезды, физических особенностях сверхплотного вещества. Следующее направление связано с моделированием сотрудничества движущихся замагниченных нейтронных звезд через межзвездную плазму.

Для этого используются особые двумерные магнитогидродинамические программы, их предполагается кроме этого применять для моделирования джетов — узко направленных выбросов вещества, видимых в самых разных объектах Вселенной, от молодых звезд до активных ядер галактик. До сих пор не в полной мере светло, как они образуются и как именно коллимируются. Неприятность джетов — одна из наиболее значимых в астрофизике, сейчас она изучается в лазерных и плазменных лабораториях различных государств по программе Лабораторная астрофизика
И наконец, крайне важны изучения теней черных дыр. Они, как мы знаем, ничего не излучают, но в случае если сзади них находится некоторый источник света либо другого электромагнитного излучения, то черная дыра формирует тень в виде пятна, которое возможно замечать. Вычислив его форму, ученые смогут вернуть параметры черных дыр, такие как угловой момент и масса, и вероятные проявления каких-либо малоизвестных полей.

Изучение тени черных дыр — очень перспективное направление. За рубежом для этих целей кроме того строят особые телескопы.
Всего в рамках гранта РНФ Г.Бисноватый-его сотрудники и Коган разрабатывают пять направлений. Все они, включая сверхновые, связаны с излучением вещества в области сильных электромагнитных и гравитационных полей. Полученные эти нужны фактически при любых астрофизических изучениях, глобальная цель которых — познание Вселенной.

Они кроме этого окажут помощь осознать, как верна Неспециализированная теория относительности Эйнштейна. Добавим еще и гамма-всплески — неожиданные вспышки излучения огромной мощности, приходящие из далеких глубин Вселенной, с энергией, кроме того превышающей энергию сверхновых. Это единственное в собственном роде явление во Вселенной, природа которого астрофизикам до сих пор неясна.
Увидим, что большая часть этих работ основаны на идеях Г.Бисноватого-Когана и разрабатываются под его управлением. В проекте, поддержанном грантом РНФ, трудятся ученики научной школы ученого — 10 сотрудников ИКИ. А всего у известного астрофизика более 20 учеников, 15 из них защитились. Примечательно, что в случае если пара лет назад, отмечал Геннадий Семенович, в группе были по большей части парни, то сейчас больше девушек. (На Западе в исследовательских лабораториях отмечается та же картина.)
Грант РНФ, полученный на три года, заканчивается. Но предварительные итоги подвести уже возможно, и они достаточно весомые: в ведущих научных изданиях опубликовано большое количество статей. Выход в свет еще пяти ожидается в 2017-м.
— Теоретикам не требуется строить телескоп, — подводит результат Геннадий Семенович. — Благодаря Интернету мы имеем доступ к практически всем мировых наблюдательных данных. Грант нужен нам для других целей. На его средства мы совершили две интернациональные школы в Тарусе с участием зарубежных лекторов, а в сентябре организуем громадную интернациональную конференцию в ИКИ.

Приглашения разослали в дюжина государств и ожидаем до 100 зарубежных гостей. Само собой разумеется, мы и сами ездим на интернациональные форумы, а это крайне важно, прежде всего для молодых сотрудников. Вместе с сотрудником, к примеру, побывали на представительной конференции на острове Пасхи. Она посвящалась изучению сверхновых, причем в дискуссии принимали участие нобелевский лауреат, другие светила астрофизики. Ясно, что, не будь у нас гранта, мы бы в том направлении ни при каких обстоятельствах не попали.

При помощи фонда купили для всей группы нужное оборудование, в первую очередь компьютеры. Грант РНФ не так долго осталось ждать заканчивается, но изучения, конечно продолжатся.
Юрий Дризе
Фотоснимки предоставлены Г.Бисноватым-Коганом

Источник: Поиск

NASA | Астрофизика | Звездная парочка создает гамма-вспышки


Интересные записи на сайте:

Подобранные по важим запросам, статьи по теме: