2.
РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРЕТИЧЕСКИХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
*) Обозначены наиболее важные
результаты, представленные на обсуждение и утверждение ученого совета
Института.
Важнейшие результаты научных исследований, рекомендованные ученым советом
Института космических исследований в отчет РАН, доклады Президента РАН и
академика-секретаря ОФН отражены в разделе V.
|
2.1. |
Фундаментальные и прикладные научные исследования
в области астрофизики и радиоастрономии |
Тема ВСЕЛЕННАЯ. Исследования в области астрофизики высоких энергий,
теоретической физики и наблюдательной космологии.
Научный руководитель Академик Р.А. Сюняев
1. Детальные измерения спектра аннигиляции позитронов
в центральной области Галактики обсерваторией ИНТЕГРАЛ.
|
|
Сглаженная карта излучения Млечного Пути в линии 511 кэВ по данным обсерватории ИНТЕГРАЛ. Центральное яркое пятно соответствует области Галактического центра. |
Важнейшим результатом работы обсерватории ИНТЕГРАЛ,
запущенной на орбиту с космодрома Байконур в конце 2002 года, стало детальное
измерение спектра аннигиляции позитронов в центральной области Галактики.
Уникальной, по сравнению с другими работающими орбитальными обсерваториями,
является способность обсерватории ИНТЕГРАЛ регистрировать ядерные гамма-линии
на энергиях от 50 кэВ до 8 МэВ с разрешением в
несколько кэВ. Около четверти наблюдательного времени этой международной
обсерватории (совместный проект Европейского космического агентства, России и
США) принадлежит российским ученым. Значительная часть этого времени была использована
для тщательного исследования области Центра нашей Галактики и поиску
аннигиляционного излучения позитронов. На Рис.1 показана сглаженная карта
излучения нашей Галактики в линии аннигиляции позитронов, полученная в ИКИ РАН.
Яркое пятно в центре карты соответствует центральной области Галактики.
Детальные измерения показывают, что большая часть излучения сосредоточена в
области размером менее 10 градусов вокруг динамического центра Галактики. По
полному измеренному потоку излучения было показано, что в этой области каждую
секунду аннигилирует около 2 1043 позитронов.
|
|
Спектр аннигиляционного излучения позитронов, измеренный обсерваторией ИНТЕГРАЛ из области Галактического центра. Красной линией показан профиль линии 511 кэВ, возникающий при двух-фотонной аннигиляции. Синей линией показан спектр трех-фотонного рапада позитрония. |
На Рис.2 представлен спектр аннигиляционного
излучения, полученный обсерваторией ИНТЕГРАЛ, позволяющий получить уникальную
информацию о свойствах среды, в которой происходит аннигиляция позитронов.
Позитроны практически всегда рождаются "горячими", с кинетической
энергией, сравнимой с их массой покоя. В межзведной среде позитроны постепенно
остывают и затем формируют "атомы" позитрония - аналог атома водорода,
в котором протон заменен на позитрон. В зависимости от
полного спина позитрония он распадается на два или три фотона, что приводит к
появлению двух компонент в наблюдаемом спектре - узкой линии на энергии 511 кэВ
(распад на два фотона, красная кривая на Рис.2) и широкому континууму на более
низких энергиях (трех-фотонный распад, синяя кривая).
По данным обсерватории ИНТЕГРАЛ энергия узкой линии равна 510.988 кэВ и
совпадает с энергией покоя позитрона (или электрона) с точностью до сотой доли
процента. Это позволяет утверждать, что скорость движения среды, в которой
происходит аннигиляция позитронов, относительно Земли не превышает 30 км/с. По ширине линии и относительной
яркости трех-фотонного континуума было показано, что аннигиляция позитронов
происходит в теплой (~10000 градусов), частично ионизованной межзвездной среде.
Точность измерений, выполненных обсерваторией ИНТЕГРАЛ, является рекордной на
сегодняшний день. Эти измерения, в частности, накладывают ограничения на
сечение аннигиляции частиц темной материи, а также на другие, менее
экзотические теоретические модели образования позитронов в Галактике, включая
распад радиоактивных элементов при взрывах сверхновых, рождение позитронов
вблизи черных дыр и быстро вращающихся нейтронных звезд или при
взаимодействия космических лучей с обычным веществом.
Е.М.Чуразов, Р.А.Сюняев, С.Ю.Сазонов, М.Г.Ревнивцев,
Д.А.Варшалович "Спектр аннигиляции позитронов из области центра Галактики
по данным обсерватории ИНТЕГРАЛ", MNRAS, 357, 1377, 2005
2. Точное измерение распределения различных компонент
материи в ряде близких скоплений галактик. Исследование эволюции структуры
скоплений на больших красных смещениях.
|
|
С использованием детальных наблюдений спутником
Чандра были получены детальные измерения распределения темной материи и барионного
вещества в 13 близких скоплениях галактик, а также получены такие величины,
как нормировка соотношения между полной массой и температурой
межгалактического газа и среднее отношение масс темной и барионной компонент.
Полученные результаты в целом хорошо согласуются с иерархической моделью
формирования скоплений под влиянием гравитационного скучивания темной
материи. |
Vikhlinin A., Markevitch M., Murray S.S., Jones C., Forman W., Van
Speybroeck L. “Chandra Temperature Profiles for a Sample of Nearby Relaxed
Galaxy Clusters”, The Astrophysical Journal, 628
(2), 655-672, 2005
Kravtsov Andrey V., Nagai Daisuke, Vikhlinin Alexey A. "Effects of
Cooling and Star Formation on the Baryon Fractions in Clusters", The
Astrophysical Journal, 625 (2), 588-598, 2005
Kotov O., Vikhlinin A. "XMM-Newton Observations of Evolution of
Cluster X-Ray Scaling Relations at z=0.4-0.7", The Astrophysical Journal, 633
(2), 781-790, 2005
Vikhlinin A., Kravtsov A., Forman W., Jones C., Markevitch M., Murray S.
S., Van Speybroeck L. "Chandra sample of nearby relaxed galaxy clusters:
mass, gas fraction, and mass-temperature relation", astro-ph/0507092, в печати
Kotov O., Vikhlinin A. "Chandra Sample of Galaxy Clusters at
z=0.4-0.55: Evolution in the Mass-Temperature Relation", astro-ph/0511044,
в печати
3. Нагрев излучением от квазаров и рост массивных
черных дыр в звездных сфероидах
Исследована роль механизма обратной реакции,
связанного с фотоионизационным и Комптоновским нагревом, в совместной эволюции
массивных черных дыр в ядрах эллиптических галактик и их звездных и газовых
составляющих. На первом этапе работы выполнена энергетическая оценка
радиационного воздействия типичного квазара на окружающую межзвездную среду. Затем показано, что экспериментально найденная корреляция между
массой черной дыры и звездной дисперсией скоростей может возникать после
превращения большей части газа в эллиптической протогалактике в звезды, а
именно когда масса газа в центральных областях упала примерно до 1 процента от
массы звезд, в результате чего нагрев излучением от центральной черной дыры
остановил охлаждение газа. Это привело к выбросу значительной части
остающегося газа из галактики и сильному замедлению аккреции на черную дыру и
процесса звездообразования, что согласуется с наблюдениями современных
эллиптических галактик. Предложенный сценарий нашел дополнительное
подтверждение по результатам численного моделирования эволюции галактик с
учетом возврата массы и энергии звездами.
|
|
Сравнение рассчитанной
зависимости массы черной дыры от звездной дисперсии скоростей (сплошные
линии) с наблюдаемой корреляцией (штриховая линия). |
Sazonov S. Yu., Ostriker J. P., Ciotti L., Sunyaev R. A. "Radiative
feedback from quasars and the growth of massive black holes in stellar
spheroids", Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 358 (1),
168-180, 2005
4. Эволюция сверхмассивных черных дыр в эллиптических
галактиках: от очень ярких до очень слабых.
Выбросы релятивистской плазмы (наблюдающиеся в радио
диапазоне длин волн) являются характерной особенностью аккрецирующих черных дыр
в двойных системах и сверхмассивных черных дыр. Наблюдения показывают, что для
черных дыр звездных масс наблюдается четкая корреляция рентгеновского и радио
потоков при малых темпах аккреции, а при высоких темпах аккреции радио поток
значительно ослабевает. Для сверхмассивных черных дыр в скоплениях и
эллиптических галактиках потоки релятивистской плазмы играют важную роль в
нагреве окружающего газа. Предполагая, что и в сверхмассивных черных дырах
энергетика выбросов релятивистской плазмы значительно уменьшается при высоких
темпах аккреции, была построена простая модель эволюции сверхмассивных черных
дыр в эллиптических галактиках. На первом этапе формирующаяся галактика
содержит большое количество газа, который обеспечивает высокий темп аккреции на
черную дыру. При этом выбросы релятивистской плазмы практически не влияют на
состояние газа. На втором этапе темп аккреции падает, а мощность выбросов
плазмы растет и не позволяет окружающему газу охлаждаться. Эта простая модель
способна объяснить основные этапы эволюции сверхмассивных черных дыр и
наблюдающуюся связь между массами черных дыр и свойствами родительских
галактик.
|
|
Простая модель эволюции системы из эллиптической галактики и сверхмассивной черной дыры (зеленая линия). На ранних этапах (вертикальный участок линии) темп аккреции на черную дыру близок к Эддингтоновскому уровню. При этом не происходит мощных выбросов релятивисткой плазмы и газ в галактике остывает и преобразуется в звезды. По мере уменьшения количества газа и роста массы черной дыры темп аккреции падает и черная дыры превращается в мощный источник выбросов релятивистской плазмы (горизонтальный участок линии), нагревающих газ и предотвращающих дальнейшее остывание газа. |
Churazov E., Sazonov S., Sunyaev R., Forman W., Jones C., Bohringer H.
"Supermassive black holes in elliptical galaxies: switching from very
bright to very dim", Monthly Notices of the Royal Astronomical Society:
Letters, 363 (1),L91-L95, 2005
5. Широкополосные рентгеновские спектры аккрецирующих
белых карликов
|
|
Широкополосный
спектр по данным RXTE аккрецирующего белого карлика V1223 Sgr |
Измерения массы белых
карликов (БК) - самых распространенных в Галактике вырожденных объектов
(объектов, чья структура определяется давлением вырожденного газа) весьма
сложны с наблюдательной точки зрения. Оптические методы измерения масс белых
карликов обладают рядом систематических неопределенностей. Одним из методов
измерения масс наиболее свободных от таких неопределенностей является измерение
температуры вещества, прошедшего через ударную волну у поверхности
аккрецирующего белого карлика. Метод основывается на том, что при аккреции
(падении) вещества на поверхность белого карлика вещество разогревается до
температур соответствующих кинетической энергии, приобретенной веществом в
гравитационном поле белого карлика, которая в свою очередь определяется лишь
массой БК. Проведенные исследования широкополосных рентгеновских спектров
(энергетический диапазон 3-100 кэВ) аккрецирующих белых карликов позволили
подтвердить это предположение и измерить массы 14 БК.
Suleimanov V., Revnivtsev M., Ritter H. "RXTE broadband X-ray
spectra of intermediate polars and white dwarf mass estimates", Astronomy
and Astrophysics, 435 (1), 191-199, 2005
Suleimanov V., Revnivtsev M., Ritter H. "RXTE broadband X-ray
spectra of intermediate polars and white dwarf mass estimates", Astronomy
and Astrophysics, 443 (1), 291-291, 2005
Обработка архивной научной
информации.
6. Популяции
массивных рентгеновских двойных в Магеллановых Облаках
Изучены популяции компактных рентгеновских источников
в направлении на Магеллановы Облака (МО) по данным обсерватории XMM-Newton.
Среди источников в направлении на МО доминируют в основном две компоненты -
фоновые ядра активных галактик и массивные рентгеновские двойные являющиеся
внутренней популяцией для МО. Благодаря привлечению данных оптического и
ближайшего инфракрасного диапазонов удалось разделить эти две компоненты и
исследовать свойства популяций массивных рентгеновских двойных, в частности их
функцию светимости и пространственное распределение.
Высокая чувствительность обсерватории XMM-Newton
позволила изучить поведение функции светимости вплоть до ~1034
эрг/с, где ее поведение было ранее неизвестно. Кроме того
было качественно рассмотрено влияние эффекта "пропеллера" на функцию
светимости массивных рентгеновских двойных и показано, что он может приводить к
уплощению функции светимости в области log(Lx)<33-34 схожему с наблюдаемым.
Также была построена качественная модель зависимости
числа массивных рентгеновских двойных от времени прошедшего с момента
звездообразования, что позволило объяснить отсутствие корреляции их
пространственного распределения с интенсивностью звездообразования в Большом
Магеллановом Облаке.
Слева: Функция светимости массивных
рентгеновских двойных в Большом Магеллановом Облаке (красная гистограмма),
универсальная функция светимости (Гримм, Гильфанов & Сюняев, 2003) (голубая
линия), универсальная функция светимости
видоизмененная эффектом пропеллера (зеленая кривая). Справа: Функция светимости массивных рентгеновских двойных в Малом Магеллановом Облаке. Синяя сплошная гистограмма
соответствует данным обсерватории XMM-Newton, красная пунктирная гистограмма
данным обсерватории ASCA, заштрихованная область - предсказания универсальной
функции светимости (Гримм, Гильфанов & Сюняев, 2003).
Shtykovskiy P., Gilfanov M. "High-mass X-ray binaries in the Small
Magellanic Cloud: the luminosity function", Monthly Notices of the Royal
Astronomical Society, 362 (3), 879-890, 2005
Shtykovskiy P., Gilfanov M. "High mass X-ray binaries in the LMC:
Dependence on the stellar population age and the "propeller"
effect", Astronomy and Astrophysics, 431, 597-614, 2005
7. Наблюдения транзиентного рентгеновского пульсара KS
1947+300 обсерваториями ИНТЕГРАЛ и RXTE
|
|
Представлены результаты анализа наблюдений
рентгеновского пульсара KS 1947+300, выполненного по данным обсерваторий
ИНТЕГРАЛ и RXTE в широком рентгеновском диапазоне энергий 3-100 кэВ.
Обнаружена зависимость формы профиля импульса от светимости источника. По
изменению темпа ускорения пульсара проведено исследование характеристик
пульсара на основании модели замагниченной нейтронной звезды. Получены оценки
на величину магнитного поля пульсара и расстояния до двойной системы. |
Tsygankov S. S., Lutovinov A. A. "Observations of the Transient
X-ray
8. Долговременные наблюдения рентгеновского пульсара
LMC X-4 обсерваториями ИНТЕГРАЛ и RXTE
|
|
Представлены результаты
анализа наблюдений рентгеновского пульсара LMC X-4 в широком диапазоне
энергий, выполненного по данным обсерваторий ИНТЕГРАЛ и монитором всего неба
ASM обсерватории RXTE. Показано, что поток излучения, регистрируемый от
источника в жестком рентгеновском диапазоне энергий, меняется более чем в 50
раз (от ~70 мКраб в высоком состоянии до ~1.3 мКраб в низком состоянии) на
масштабе периода прецессии аккреционного диска, средняя величина которого за
период 1996-2004 гг определена с высокой точностью
Pprec=30.275+/-0.004 дня. |
В низком состоянии от источника зарегистрирована
вспышка излучения длительностью около 10 часов, во время которой поток от
источника увеличился более чем в 4 раза. Форма широкополосного спектра пульсара
практически не меняется с изменением его интенсивности; в спектре источника не
обнаружено значимых особенностей, связанных с возможной линией резонансного
циклотронного поглощения.
Tsygankov S. S., Lutovinov A. A. "Long-Term INTEGRAL and RXTE
Observations of the X-Ray Pulsar LMC X-4", Astronomy Letters, 31,
380-387, 2005
9. Наблюдения рентгеновского барстера MX0836-42
орбитальными обсерваториями ИНТЕГРАЛ и RXTE
Представлены результаты исследования излучения
транзиентного барстера MX0836-42 по данным его наблюдений рентгеновскими и
гамма-обсерваториями ИНТЕГРАЛ и RXTE в 2003-
2004 гг. Впервые получен и исследован широкополосный рентгеновский
спектр источника в диапазоне энергий 3-120 кэВ. Зарегистрированы
39 рентгеновских всплесков от этого источника. Их анализ показал, что
максимальный уровень потока излучения в диапазоне 3-20 кэВ претерпевает
значительные изменения от всплеска к всплеску F~(0.5-1.5)x10-8 эрг
см-2 с-1. Используя поток излучения в максимуме самого яркого
из зарегистрированных всплесков, определен верхний предел на расстояние до
источника D≈8кПк.
Человеков
И.В., Лутовинов А.А., Гребенев С.А., Сюняев Р.А. "Наблюдения
рентгеновского барстера MX 0836-42 орбитальными обсерваториями ИНТЕГРАЛ и
RXTE"", Письма в астрономический журнал, 31 (10),
764, 2005
Обработка и анализ научной
информации проекта Интеграл.
10. Открытие
постоянного излучения от источника повторяющихся гамма-всплесков SGR1806-20 в
жестких рентгеновских лучах.
Источник SGR1806-20 находится примерно в десяти
градусах от направления на центр Галактики и, поэтому, при глубоких обзорах
области центра Галактики широкоугольным рентгеновским телескопом IBIS/INTEGRAL,
большую часть времени попадал в поле зрения.
|
|
|
Слева: Область неба в районе SGR
1806-20 по данным телескопа IBIS/INTEGRAL, восстановленная в энергетическом
диапазоне 20-60 кэВ; Справа: Широкополосный спектр постоянного рентгеновского
излучения SGR1806-20.
Проанализировав примерно 1600 килосекунд наблюдений,
нам впервые удалось не только зарегистрировать постоянное излучение от
источника в жестких лучах (20-200 кэВ), но и восстановить энергетический спектр
данного излучения. Спектр оказался степенным и неожиданно жестким (наклон 1.6).
Природа формирования столь жесткого спектра пока окончательно не установлена,
однако, нам удалось показать, что подобный спектр не мог сформироваться в
результате суперпозиции множества коротких
гамма-всплесков, типичных для источника.
Molkov S., Hurley K., Sunyaev R., Shtykovsky P., Revnivtsev M.,
Kouveliotou C. "The broad-band spectrum of the persistent emission from
SGR 1806-20", Astronomy and Astrophysics, 433 (2), L13-L16, 2005
11. Кpивая
подсчетов внегалактических источников в энеpгетическом диапазоне 20-50 кэВ по
данным глубокого обзоpа поля скопления галактик Волосы Веpоники с помощью
телескопа IBIS на боpту обсеpватоpии ИHТЕГРАЛ
|
|
Проведена
работа по исследованию популяции внегалактических источников в поле скопления
галактик Волосы Веpоники. С помощью глубокой
экспозиции длительностью 500 тысяч секунд достигнута рекордная чувствительность
на энергии больше 20 кэВ - одна тысячная от излучения Крабовидной туманности.
Кривая подсчетов внегалактических источников построена до предельного потока
10-11 эpг/сек/см2,
что на порядок лучше предыдущего результата полученного на обсерватории им.
Эйнштейна более двадцати лет назад. |
Удалось оценить вклад внегалактических источников в
излучение рентгеновского фона в полосе энергий 20-50 кэВ. Оказалось, что источники отождествленные с АЯГ излучают не больше 3% от
интенсивности КРФ в этом диапазоне энергий. Красные смещения
большинства отождествленных источников имеют малые значения (z <
0.002), что говорит о том, что активные ядра галактик на больших z могут
излучать значительную долю регистрируемого рентгеновского фона.
Krivonos R., Vikhlinin A., Churazov E., Lutovinov A., Molkov S., Sunyaev
R.: "Extragalactic Source Counts in the 20-50 keV Energy Band from the
Deep Observation of the Coma Region by INTEGRAL IBIS", The Astrophysical
Journal, 625 (1), 89-94, 2005.
12. Жесткие спектры рентгеновских пульсаров по данным
обсерватории ИНТЕГРАЛ
Исследованы спектры 34 аккрецирующих рентгеновских и
одного миллисекундного пульсаров, которые попадали в поле зрения обсерватории
ИНТЕГРАЛ за два года (декабрь 2002 г. - январь 2005 г.) работы на орбите и
значимо (>8 sigma в диапазоне энергий 18-60 кэВ) регистрировались ее
приборами. Среди них пульсаров присутствуют 7 недавно открытых объектов этого
класса: 2RXP J130159.6-635806, IGR/AX J16320-4751, IGR J16358-4726, AX
J163904-4642, IGR J16465-4507, SAX/IGR J18027-2017, AX J1841.0-0535. Впервые
получены спектры аккрецирующих пульсаров A 0114+650, RX J0146.9+6121, AX
J1820.5-1434 и AX J1841.0-0535 в жестком рентгеновском диапазоне энергий (>
20 кэВ). Проанализирована эволюция спектральных параметров в зависимости от
интенсивности источников, и проведено их сравнение с результатами предыдущих
исследований.
Филиппова Е.В., Цыганков С.С.: Лутовинов А.А., Сюняев
Р.А. "Жесткие спектры рентгеновских пульсаров по данным обсерватории
ИНТЕГРАЛ", Письма в астрономический журнал, 31 (11), 819, 2005
Наблюдения и обработка данных телескопа РТТ-150.
13. Открытие глубоких затмений в катаклизмической
переменной 1RXS J020929.0+283243
Во время наблюдений на 1.5-метровом
Российско-Турецком Телескопе (РТТ150) в октябре 2005 года по программе
отождествления рентгеновских источников из каталога ROSAT нами обнаружены
глубокие затмения катаклизмической переменной 1RXS J020929.0+283243 в созвездии
Треугольника. Впервые определен орбитальный период двойной системы (96.26
мин) и диапазон изменений блеска (17.0-21.5m). В силу благоприятной
геометрии (наклонение орбиты близко к 90°) в кривой блеска наблюдаются затмения
белого карлика вторичным компонентом, а также затмения аккреционного потока
самим белым карликом. Объект представляет огромный интерес для изучения
на более крупных оптических телескопах, а также в рентгеновском диапазоне.
Кривая
блеска J0209+2832, охватывающая два орбитальных периода и три затмения, Период
двойной системы 96.26 мин
Denisenko D.V., Sunyaev R.A., Aslan
Z.,
Денисенко Д.В., Павлинский М.Н., Сюняев Р.А. и др. "Глубокие
затмения в катаклизмической переменной 1RXS J020929.0+283243", Письма в
астрономический журнал, в печати
14. Наблюдения оптических послесвечений космических
гамма-всплесков.
Запуск орбитальной обсерватории SWIFT в ноябре 2004
года позволил нам подключиться к международной программе по систематическому
наблюдению оптических послесвечений космических гамма-всплесков. Для наблюдений
используется 1.5-метровом Российско-Турецкий телескоп
РТТ-150 (Национальная обсерватория ТУБИТАК, Турция, гора Бакырлытепе). В
течение 2005 года удалось провести наблюдения полей 16 гамма-всплесков (в 2004
году – 4): GRB050319, GRB050408, GRB050525, GRB050607, GRB050713b, GRB050724,
GRB050727, GRB050730, GRB050803, GRB050813, GRB050819, GRB050820A, GRB050827,
GRB050906. GRB 051021A, GRB 051022 и опубликовать 19 циркуляров международной
всплесковой сети GCN. Для 6 событий в области локализации были обнаружены
оптические транзиенты, связанные с источниками всплесков. В остальных случаях
был поставлен верхний предел на их светимость. Следует отметить, что полученные
результаты находятся на высоком уровне. Так, в области локализации космического
гамма-всплеска GRB050803, наблюдения которого начались
через ~40 минут после события и продолжались около 6 часов, удалось обнаружить
два постоянных протяженных объекта, что подтвердило результаты наблюдений
телескопов более высокого класса Magellan (зеркало диаметром 6.5 метров) и Keck
(10 метров).
|
|
Кривая блеска
оптического послесвечения GRB050408, полученная по данным наблюдений
телескопа РТТ-150. В отличие от многих других кривых блеска оптического послесвечения
гамма-всплесков поток падает по одному и тому же степенному закону с
показателем -0.7, начиная с 3.7 часов после всплеска в течение почти 5 суток. |
По данным
наблюдений гамма-всплесков на Российско-Турецком телескопе РТТ-150 опубликовано
19 циркуляров Международной всплесковой сети GCN: 3139, 3198, 3262, 3493, 3539,
3617, 3671, 3691, 3718, 3763, 3797, 3831, 3853, 3864, 3895, 3896, 3955, 4180,
4181.
15. Разработка детекторов для современных задач
рентгеновской астрономии.
В настоящее время, наиболее перспективными
материалами для координатно-чувствительных детекторов рентгеновского излучения
в телескопах с кодированной апертурой являются полупроводниковые соединения
CdTe и CdZnTe. Большие сложности получения кристаллов CdTe и CdZnTe с размером
более 1см2 приводят к тому, что единственно возможной архитектурой
для детекторов площадью в несколько дм2
является архитектура “матрица отдельных чувствительных элементов”. При этом для
достижения хороших спектрометрических характеристик изделия необходимо использовать
отдельные спектрометрические тракты (зарядо-чувствительный усилитель,
усилитель-формирователь) для каждого детектирующего элемента.
В ИКИ РАН разработана конструкция и изготовлены
лабораторные образцы многоэлементных модулей детектирования рентгеновского
излучения (ММДР), являющихся базовой элементарной ячейкой для изготовления
координатно-чувствительных детекторов большой площади.
Основные технические характеристики ММДР:
|
диапазон регистрируемых энергий рентгеновского
излучения |
(10 – 150) кэВ; |
|
энергетическое разрешение (FWHM) (планируемое) |
1,5 кэВ на 10 кэВ; 3,0 кэВ на 60 кэВ; 6,0 кэВ на 150 кэВ; |
|
размер детектирующей поверхности ГИС |
36,8 мм ´ 16,4 мм; |
|
число детектирующих элементов |
32; |
|
размеры детектирующих CdZnTe элементов |
4,0 ´ 4,0 ´ 2,0 мм; |
|
коэффициент заполнения детектирующими элементами |
не менее 0,75; |
|
шаг установки детектирующих элементов по x и y |
4,6 мм; |
|
“мертвое” время регистрации |
не более 20 мкс; |
|
рабочий температурный диапазон |
(-30 ±5) °С; |
|
потребляемая мощность |
200 мВт. |
Общий вид ММДР и спектр
рентгеновского излучения источника 241Am представлены на рисунках:
|
|
|
Общий вид ММДР и спектр 241Am, полученный с помощью лабораторного
образца ММДР (энергетическое разрешение 2,5 кэВ FWHM)
При проведении испытаний лабораторных образцов ММДР
получено энергетическое разрешение от 2,5 до 4,0 кэВ (FWHM) на энергии 13,9.
16. Комплексные исследования звезд
Трапеции Ориона.
Новый спутник в системе BM Ori
Методом кросс-корреляции между наблюдаемым и синтетическим
спектрами обнаружен еще один спутник BM Ori со следующими характеристиками:
эффективная температура Teff = 4000 K,
радиус R = 16 R¤, масса М = 1.8 М¤, спектральный тип К7 III,
абсолютная болометрическая звездная величина Mb = +4.m0, скорость осевого вращения Vsini
= 85 км/с, относительная светимость вблизи полосы V равна 0.005.
Витриченко Э.А., Клочкова В.Г.,
Цымбал В.В., Новый спутник в системе BM Ori, Пр-2110, ИКИ РАН, 2005.
Э.А.Витриченко, В.Г.Клочкова,
В.В.Цымбал, Система BM Ori. IV. Новый компонент системы, Астрофизика, 2006,
сдана в печать.
Есть ли звездный ветер от системы BM Ori?
В спектрах звезды BM Ori, полученных на спутнике IUE,
видны линии поглощения ионов Si IV и C IV, смещенные
на -69 км/с относительно фотосферных линий звезды и не изменяющие свое
положение с фазой движения главной звезды на орбите. Эти спутники линий не
могут формироваться в звездном ветре, а вероятнее всего образуются в облаке
ионизованного газа или микроджете, расположенном на луче зрения. У других ярких
звезд Трапеции Ориона линии-спутники не обнаружены.
Э.А.Витриченко, И.Ф. Малов, Есть
ли звездный ветер от системы BM Ori?, Астрономический журнал,
2005, сдана в печать.
Система BM Ori. III. Глубина минимума в ИК области спектра
Изучена глубина минимума затменной системы BM Ori в
ИК-области спектра. Для этой цели выполнены наблюдения в полосах JHKLM вне затмения и в полосах JHKL вблизи центральной фазы затмения.
Обнаружена сложная зависимость глубины минимума от длины волны. Эта глубина в
коротковолновой области спектра от полосы U
до R (ll 0.36-0.71 мкм) уменьшается, что объясняется в рамках
гипотезы о затмении главной звезды пылевой оболочкой вокруг спутника и диском спутника. В ИК-области от полосы I
до L (ll 0.97-3.5 мкм) глубина минимума резко возрастает. Эффект
можно объяснить частичным экранированием диском спутника горячей области
пылевого облака.
Э.А.Витриченко, Система BM Ori.
III. Глубина минимума в ИК области спектра, Астрофизика, 2005, принята к
печати.