Тема ЗВЁЗДЫ Магнитогидродинамические, плазменные и релятивистские процессы в астрофизике

Гос.рег. № 0120.0403349

Научный руководитель д.ф.-м.н. Бисноватый-Коган Г.С.

Открытие оптических послесвечений Нового SGR, и яркого GRB, в результате создания и поддержки сети наблюдений оптических послесвечений космических гамма всплесков на телескопах СНГ.

Проведены наблюдения в рамках сети телескопов стран СНГ (УАФО ДВ РАН, ИСЗФ СО РАН, Институт Астрономии Узбекской АН, Терскольское отделение Инситута Астрономии РАН, СОН Архыз (НИИ ПП), НИИ КрАО), по программе наблюдения космических гамма-всплесков. Проведены наблюдения областей локализации 28 всплесков, причем 19 в первую ночь после всплеска, и для 12 всплесков наблюдалось послесвечение. Опубликованы циркуляры сети GCN (http://gcn.gsfc.nasa.gov/gcn3_archive.html)

GCN: ## 8455 8461 8576 8558 8576 8590 8594 8596 8608 8615 8626 8630, 8175, 8160, 8105, 8094, 7976, 7975, 7891, 7890, 7887, 7883, 7857, 7833, 7739, 7655, 7556, 7534, 7519, 7401, 7400, 7333, 7332, 7331, 7241, 7187.

В наблюдениях на телескопах БТА (САО РАН) и ЗТШ (НИИ КрАО) обнаружен и подтвержден оптический компонент нового (пятого по счету) гамма-репитера SGR 0501+4516.

GCN circ. #8160, GCN SGR 0501+4516: Detection of possible optical counterpart, T. Fatkhullin (SAO-RAS Nizhnij Arkhyz), A. de Ugarte Postigo (ESO Santiago), A. J. Castro-Tirado, J. Gorosabel and M. Jelínek (IAA-CSIC Granada), V. Sokolov (SAO-RAS), S. Guziy (Nikolaev State Univ.), A. Pozanenko (IKI-RAS Moscow), E. Sonbas (Cukurova Univ.) and D. Pérez-Ramírez (U. Leicester).
GCN circ. #8461, SGR 0501+4516: optical observations in August, V. Rumyantsev, S. Artemenko (CrAO), A. Pozanenko (IKI), A. J. Castro-Tirado (IAA-CSIC Granada).

Обнаружено (наблюдение на телескопе Ц-600, Терскол) и впоследствии подтверждено наблюдениями на зарубежных телескопах послесвечение гамма-всплеска 081126.

GCN circ. #8858, GRB 081126: optical observations, Andreev M., Sergeev A., (Terskol Branch of Institute of Astronomy), A. Pozanenko (IKI)

А.С. Позаненко

Исследование магниторотационного взрыва сверхновой при различных начальных параметрах.

Было проведено моделирование магниторотационного взрыва сверхновой при различных начальных параметрах. Показано, что энергия взрыва сверхновой растет с увеличением массы ядра и начальной энергии вращения. Магниторотационный механизм позволяет получить энергию взрыва 0.5 -2.6 10(51) эрг.
Магниторотационный(МР) механизм взрыва сверхновой в двумерной постановке был промоделирован при различных начальных массах ядра и начальной энергии вращения. Расчеты проводились при начальной массе ядра от 1.2 до 1.7 масс Солнца. В момент включения магнитного поля удельная энергия вращения варьировалась от 0.19х10(19) эрг/г до 0.4х10(19) эрг/г. Показано, что МР механизм позволяет получить энергию взрыва 0.5-2.6х10(51) эрг, соответствующую наблюдательным данным. С увеличением массы ядра, а также с увеличением начальной энергии вращения, энергия взрыва сверхновой растет. При моделировании МР взрыва сверхновой была обнаружена МР неустойчивость (экспоненциальный рост всех компонент магнитного поля). Проводится отладка программы для моделирования МР взрыва сверхновой с новым уравнением состояния вещества (Shen et al.).

Подпись к рисунку: Зависимость энергии взрыва МР сверхновой от начальной массы ядра при различных значениях удельной энергии вращения перед началом эволюции магнитного поля Erot/Mcore ~ 0.39-0.40х10(19) эрг/г (сплошная линия) и Erot/Mcore ~ 0.19-0.23х10(19)эрг/г (штриховая линия) (перед коллапсом).

Исполнители:

Г.С.Бисноватый-Коган д.ф.-м.н. 333-45-88 gkogan@iki.rssi.ru

С.Г.Моисеенко д.ф.-м.н. 333-45-88 moiseenko@iki.rssi.ru

Бисноватый-Коган Г.С., Моисеенко С.Г., Арделян Н.В. Различные магниторотационные сверхновые АЖ, т.85, N.12, 1109-1121, 2008

Моделирование спектра объекта SS433 методом Монте-Карло

При помощи метода Монте-Карло моделируется рентгеновский спектр источника SS433.

Путем численного моделирования был получен рентгеновский спектр источника SS433.

На основании наблюдательных данных была построена модель области, излучающей в рентгеновском диапазоне. Также была написана программа, позволяющая методом Монте-Карло моделировать спектр данного источника. Результатом является спектр SS433 в диапазоне от 3 до 100 кэВ. Сравнить с наблюдениями орбитальной обсерватории ИНТЕГРАЛ позволяет определить физические характеристики источника. Работа завершена, по итогам написана статья, которая отправлена в печать в журнал “Monthly Notices of the Royal Astronomical Society”.

На рисунке представлен результат численного моделирования в сравнении с данными орбитальной обсерваторией ИНТЕГРАЛ.

Руководитель: Г.С. Бисноватый-Коган, д. ф.-м. н., проф., г.н.с., тел. 3334588, e-mail: gkogan@iki.rssi.ru

Исполнитель: Ю.М. Кривошеев, м.н.с., тел. 3334588, e-mail: krivosheev@iki.rssi.ru

Yu.M. Krivosheyev, G.S. Bisnovatyi-Kogan, A.M. Cherepashchuk and K.A. Postnov “Monte-Carlo simulations of the broadband X-ray continuum of SS433”, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (отправлено в печать)

Гравитационное линзирование на гравитационной волне

Результат: ненулевое смещение в траектории фотона при гравитационном линзировании на гравитационной волне.

Описание результата:

Исследовано гравитационное линзирование на гравитационной волне. Отмечено, что хотя начальное и конечное направления фотонов совпадают, происходит смещение между начальной и конечной траекторией. Это смещение вычислено аналитические для плоского гравитационно-волнового импульса. Сделаны оценки для наблюдений.

Руководитель работы: г.н.с. ИКИ, д.ф.-м.н., проф. Г.С. Бисноватый-Коган 333-45-88 gkogan@iki.rssi.ru

Исполнитель: О.Ю.Цупко 333-45-88 tsupko@iki.rssi.ru

Bisnovatyi-Kogan G.S. and Tsupko O.Yu., Gravitation and Cosmology, Gravitational lensing by gravitational waves, No. 3 (55), 226-229. 2008.

Подпись к рисунку: а) смещение траектории фотона при прохождении через плоскую гравитационную волну, b) наблюдательный эффект от смещения траектории фотона, изменение углового положения источника.

Гравитационное линзирование в плазме

Результат: зависимость угла отклонения фотона в однородной плазме от частоты фотона, гравитационный радиоспектрометр.

Описание результата:

Развита физико-математическая модель гравитационного линзирования в плазме. Выведены выражения для угла отклонения фотона в плазме. Получено, что если гравитационная линза окружена плазмой, то траектория фотона зависит от его частоты вследствие дисперсивных свойств плазмы. Показано, что даже в однородной плазме угол линзирования зависит от частоты фотона, что приводит к тому, что гравитационная линза действует подобно гравитационному радиоспектрометру. Получена аналитическая формула для угла отклонения в случае линзирования в Шварцшильдовской метрике в плазме. Обсуждаются возможные наблюдательные эффекты, наиболее сильно проявляющиеся для частот, близких к плазменной частоте, что соответствует очень длинным радиоволнам.

Руководитель работы: г.н.с. ИКИ, д.ф.-м.н., проф. Г.С.Бисноватый-Коган д.ф.-м.н. 333-45-88 gkogan@iki.rssi.ru

Исполнитель: О.Ю.Цупко 333-45-88 tsupko@iki.rssi.ru

Bisnovatyi-Kogan G.S. and Tsupko O.Yu., Gravitation and Cosmology, Gravitational radiospectrometer, в печати.

Подпись к рисунку: Линзирование точечного источника Шварцшильдовской точечной линзой. Вместо двух точечных изображений вследствие линзирования в вакууме мы получаем два изображения-линии. Пары изображений, соответствующие одинаковым частотам фотонов, показаны одинаковыми номерами. Два изображения с номером 1 соответствуют линзированию в вакууме.

Динамическая стабилизация несферических тел относительно неограниченного коллапса.

Мы решаем уравнения, приближенно описывающие ньютоновскую динамику самогравитирующего невращающегося сфероида после потери динамической устойчивости. Получено, что сжатие к сингулярности возможно только при чисто сферическом коллапсе, а при отклонениях от сферической симметрии сжатие останавливается благодаря стабилизирующему действию нелинейных несферических колебаний. В реальности коллапс продолжается из-за затухания колебаний в результате потери энергии на излучение, генерации ударных волн и действия вязкости. Детальный анализ нелинейных колебаний выполнен с помощью построения диаграммы Пуанкаре. На этой диаграмме выделены области регулярных и хаотических колебаний.

Рис.1 Диаграмма Пуанкаре для сжатия сфероида с отрицательной полной энергией, и показателем адиабаты вещества, равным 4/3. Показаны три регулчрных и две хаотических траектории.

Рис. 2. Диаграмма Пуанкаре для сжатия сфероида с отрицательной полной энергией, и показателем адиабаты вещества, равным 6/5. Показаны четыре регулярных и одна хаотическая траектория.

Исполнители:

Г.С.Бисноватый-Коган д.ф.-м.н. 333-45-88 gkogan@iki.rssi.ru

О.Ю.Цупко 333-45-88 tsupko@iki.rssi.ru

G.S. Bisnovatyi-Kogan, O.Yu. Tsupko Dynamic stabilization of non-spherical bodies against unlimited collapse Mon. Not. R. Astron. Soc. 386, 1398–1403 (2008)

Аккреция на черную дыру с магнитным полем

Исследована аккреция вещества на черную дыру при наличии крупномасштабного магнитного поля. Диск предполагается турбулентным, с лучистыми внешними слоями, где генерируются токи при движении вещества к черной дыре и усилении крупномасштабного поля. Получено приближенное решение, где проводимость вещества в диске аппроксимируется непрерывной функцией, быстро растущей у поверхности диска.

Исполнитель:

Г.С.Бисноватый-Коган д.ф.-м.н. 333-45-88 gkogan@iki.rssi.ru

R.V.E. Lovelace, D.M. Rothstein, G.S.Bisnovatyi-Kogan

Advection/Diffusion of Large Scale Magnetic Field in Accretion Disks. Proc. Conf.

Protostellar Jets in Context 7-12 July 2008, island of Rhodes, Greece. 5 pages.

Наблюдения гамма-всплесков

Проведены наблюдения на ЗТШ (НИИ КрАО) и сделана многоцветная  фотометрия GRB 081028 начиная с 15 минут после начала всплеска и далее в течение 5 дней, обнаружено появления максимума в послесвечении на интервале 1 день после начала всплеска, в то время, как оптическое излучение  непосредственно после начала всплеска не было зарегистрировано. Наблюдение данного события, несомненно, поможет
пониманию природы <темных> гамма-всплесков, т.е. всплесков с аномально малым
отношением потоков в оптическом и рентгеновском диапазоне.

Проведены оптические наблюдения яркого послесвечения GRB080319b  в первый день (АЗТ-8, Харьковский Университет) и глубокие наблюдения в последующие дни (АЗТ-22, Институт Астрономии Узбексой АН, Майданак) с целью поиска родительской галактики; проведены радионаблюдения на телескопах РАТАН-600 и РТ-22. Результаты наблюдений использованы в публикациях

Проведены детальные исследования гамма- всплесков GRB 061126 и GRB 060526. В данных исследованиях использованы наблюдения сети телескопов стран СНГ ЗТШ (НИИ КрАО), АЗТ-22 (Институт Астрономии Узбексой АН, Майданак).

Проведен поиск родительской галактики гамма-всплеска GRB920925С. В то время, как в наблюдениях телесопа ЗТШ (НИИ КрАО) не было обнаружено родительской галактики до R=25.2, получены оценки на красное смещение источника всплеска. Показано, что гамма-фотоны диапазона энергий несколько ГэВ, ассоциируемые с данным всплеском, на самом деле не могут быть ассоциированы с GRB920925С.

Проведено комплексное исследование свойств гамма-всплеска GRB060111B. Исследования основаны на наблюдениях телескопов TAROT, RTT150, ЗТШ (НИИ КрАО), OHP, АЗТ-22 (Майданак), CFHT, Keck. Найдена родительская галактика, вычислено наиболее вероятное значения красно смещения источника всплеска (z=2.1), показано, что свойства оптического излучения в фазе гамма-излучения отличается от излучения гамма-всплеска GRB 080319B, определен гамма-фактор релятивистского выброса, ответственного за излучения начальной фазы.

Проведен анализ коротких гамма-всплесков эксперимента SPI-ACS космической обсерватории INTEGRAL: в усредненном временном профиле коротких всплесков в диапазоне свыше ~100 кэВ найдено излучение, продолжающееся до 30 с после начала всплеска, что свидетельствует в пользу продленного излучения коротких всплесков, а не начала рентгеновского послесвечения. Составлен каталог подтвержденных коротких гамма-всплесков SPI-ACS INTEGRAL 2002 – 2007 гг.

Продленное излучение коротких гамма-всплесков SPI-ACS INTEGRAL., П. Минаев, А. Позаненко, В. Лозников, (подготовлено к публикации)

Исследована взяимная корреляция близких галактик (каталог PSCz) и областей локализации кортких гамма-всплесков эксперимента BATSE и сети IPN. Показано, что количество близких гамма-всплесков (z < 0.1) в каталоге BATSE составляет менее 7%.

Исполнитель:

А.С.Позаненко к.ф.-м.н. 333-45-88 apozanen@iki.rssi.ru