Рентгеновский фон Вселенной является суммарным излучением десятков миллионов активных ядер галактик (АЯГ) – сверхмассивных черных дыр и представляет собой уникальную запись истории их эволюции. Ученые ИКИ РАН выполнили критическую проверку этой гипотезы с помощью обсерватории ИНТЕГРАЛ – совместного проекта Европейского космического агентства, России и США. Ими была построена карта всего неба в жестких рентгеновских лучах, на которой были обнаружены и отождествлены более 130 источников в ядрах близких к нам галактик. Составлен наиболее полный, на сегодня, каталог рентгеновских источников в жестком рентгеновском диапазоне. Замечательно, распределение АЯГ, зарегистрированных ИНТЕГРАЛом, четко отражает крупномасштабную структуру локальной Вселенной, состоящей из сгущений галактик и пустот с характерными размерами в десятки миллионов световых лет. Заметное число зарегистрированных АЯГ не наблюдается в мягком рентгеновском диапазоне и принадлежит к новому типу источников, открытых обсерваторией ИНТЕГРАЛ – источников с сильным внутренним поглощением.

Рис. Карта неба в диапазоне энергий 17-60 кэВ, полученная по данным первых четырех лет наблюдений обсерватории ИНТЕГРАЛ и поверхностная плотность ядер активных галактик, отражающая крупномасштабную структуру локальной Вселенной.

Международная группа ученых, в которую входят сотрудники ИКИ РАН и других научных организаций Европы и США, в 2009 году представила результаты исследования природы темной энергии при помощи измерений скорости роста крупномасштабной структуры Вселенной. В работе новым, полностью независимым способом, на основе рентгеновских измерений массы и температуры скоплений галактик было подтверждено ускоренное расширение Вселенной, а также получено наиболее точное на сегодняшний день измерение параметра уравнения состояния темной энергии, которое с точностью около 5% согласуется с наличием космологической постоянной в уравнении Эйнштейна. Эти результаты важны для понимания прошлого и будущего нашей Вселенной, так как, согласно современным представлениям, именно влияние «темной энергии» определяет развитие нашего мира.

Проблема происхождения рентгеновского фона Галактики была не решена еще с 70-х годах прошлого века, когда было обнаружено, что наряду с яркими точечными источниками рентгеновского излучения в Галактике присутствует слабое диффузное излучение, распределенное вдоль галактического диска и имеющее спектральные свойства, характерные для излучения горячей оптически тонкой плазмы. В цикле работ 2006 года ученым ИКИ РАН удалось показал, что галактический рентгеновский фон (ГРФ) обязан своим происхождением суммарному излучению большого количества рентгеновских источников с малой светимостью -- аккрецирующих белых карликов и коронально активных звезд. Для ее подтверждения было проведено сверхглубокое наблюдение орбитальной обсерваторией Chandra (НАСА) участка Галактической плоскости.

В результате, в кружке радиусом 2,5 угловой минуты небе было обнаружено 473 отдельных источника рентгеновского излучения. Большинство из них — так называемые белые карлики и звезды с активными коронами. На основе полученных данных можно утверждать, что рентгеновское излучение Галактики - сложение излучений миллионов слабых источников.

На основе анализа более 500 случаев наблюдений спутниками Интербол-1, -2 пучков ускоренных ионов (бимлетов) движущихся к Земле в пограничном плазменном слое (ППС) геомагнитного хвоста и высыпающихся, затем, в высокоширотной авроральной области определен размер области локализации бимлетов в хвосте ~ 0.6 Re и в высокоширотной авроральной области ~0.50 MLT. Установлен интегральный эффект влияния направления межпланетного магнитного поля (ММП) на частоту генерации бимлетов, которая возрастает при южном и азимутальном направлениях ММП. По данным спутников Geotail и Cluster установлен эффект неадиабатического ускорения ионов в Токовом Слое (ТС) хвоста в пространственно локализованных источниках, расположенных на замкнутых силовых линиях магнитного поля, т.е. достаточно далеко от X-линии. Доказано, что во время спокойных геомагнитных периодов, в дальнем хвосте (на расстояниях от Земли > 110 Re) могут одновременно функционировать несколько таких источников (Рис.1), причем, время их жизни составляет не менее 10 мин. Бимлеты, ускоренные в таких источниках представляют собой плазменные филаменты, имеющие продольный размер (вдоль силовых линий магнитного поля) ~ нескольких десятков Re и поперечный размер - менее 0.5 Re (Рис.2).

Рис.1. Одновременное наблюдение двух бимлетов, ускоренных в ТС в разных резонансных источниках R1 и R2.	Рис. 2. Схема пространственной структуры бимлета. Ось X’ направлена вдоль магнитного поля.

1. открытие распространения вечной мерзлоты в высоких широтах и химически-связанной воды в экваториальных широтах Марса по данным эксперимента ХЭНД на КА «Марс Одиссей» [Mitrofanov et al. 2002, Boynton et al, 2002];
2. обнаружение запасов водяного льда в Южной полярной шапке Марса [Bibring et al., 2004] и обнаружение осадочных и метаморфизированных пород, образовавшихся в присутствии жидкой воды по данным экспериментов ОМЕГА на КА «Марс-Экспресс» и Мессбауэровский спектрометр на марсоходах НАСА MER [Bibring et al., 2006; Morris et al., 2004; Klingelhofer et al., 2004];
3. шестилетний мониторинг атмосферного водяного пара по данным трех экспериментов на КА «Марс-Экспресс» [Fedorova et al., 2006; Fouchet et al, 2007; Tshimmel et al., 2008; Maltagliati et al, 2008]
4. интерпретация результатов с помощью трехмерной модели общей циркуляции атмосферы Марса [Rodin, Wilson 1999; Базилевский и др., 2006]

Распространение вечной мерзлоты в высоких широтах и химически-связанной воды в экваториальных широтах Марса по данным эксперимента ХЭНД на КА «Марс Одиссей»

Впервые в мировой практике разработана многолетняя циркумполярная база данных о воздействии пожаров на бореальные экосистемы на основе комбинированного использования данных спутниковых наблюдений SPOT-Vegetation и Terra/Aqua-MODIS. База данных охватывает регионы Северной Евразии и Северной Америки и позволяет получать динамическую информацию о повреждениях растительности огнем в период 2000-2004 годов с пространственным разрешениям 1 км и частотой 1 раз в десять дней. Разработанный автоматический метод обеспечивает возможность регулярного обновления и дополнения базы данных по мере поступления и обработки спутниковых изображений. Созданная база данных открывает уникальную возможность объективной оценки, связанных с пожарами, эмиссий углерода и других тепличных газов в атмосферу, и проведения исследований в области глобальных изменений климата.

Рис: Повреждения бореальных экосистем пожарами в 2000-2004 годах по данным спутникового инструмента SPOT-Vegetation

• Премия Немецкого Научного фонда имени Александра Гумбольдта 2000-2003 гг.
• Премия Президента Российской Федерации в области образования в 2003 году.
• Oфицерский крест за заслуги в установлении научных контактов между Россией и Польшей. 2004 г.
• Иностранный член Болгарской академии наук и Национальной академии наук Украины.
• Знак Федерального космического агентства «За международное сотрудничество в области космонавтики». 2008

• золотая медаль им. Катерин Вольф Брюс (The Bruce Medalists) Тихоокеанского Астрономического Общества (США), 2000.
• Премия по Космологии Фонда Питера Грубера., 2003
• Премия Американского астрономического общестам, Американского физического института и Хейнмановского фонда, 2003.
• Премия Крафорда по астрономии и Золотая Медаль Королевской Академии Наук Швеции, 2008г.
• Премия имени А.А.Фридмана 2002 года академику Зельдовичу Якову Борисовичу (посмертно) и академику Сюняеву Рашиду Алиевичу за серию работ: "Эффект понижения яркости реликтового излучения в направлении на скопления галактик".
• Награда им. Рассела (высшее отличие Американского Астрономического Общества),2008
• Медаль им. Карла Шварцшильда (высшая награда Астрономического общества Германии, 2008
• Золотая Медаль и Международная Научная Премия (Физика) им. Короля Фейсала, 2009г.

• Государственная премия для молодых ученых за выдающиеся работы в области науки и техники, 2004г.
• Премия им. Бруно Росси, 2008г.