Книга автора обзоров "Все формулы мира"
Содержание и быстрый переход к разделам обзора
|
Обзоры препринтов astro-ph
Выпуск N405
astro-ph за 01 - 31 января 2022 года: избранные статьи
Рефераты отдельных статей
Authors: Vijay Varma et al. Comments: 5 pages Эффект гравитационно-волновой ракеты очень красивый. Суть его в том, что в результате слияния черных дыр получившийся объект может приобрести большую скорость из-за несимметричного испускания гравволн. До настоящего времени не было хороших указаний на то, что эффект работает. И вот, анализируя данные по слиянию GW200129_065458, авторы приходят к выводу, что есть серьезные указания на высокую скорость отдачи - около 1000 км в сек. Точнее, значение составляет 1542+747-1098 км/с. Красивые видео с визуализацией здесь.
Authors: S. C. C. Barros et al. Comments: 21 pages, 9 figures, 11 tables, CHEOPS light curves available online, Published A&A Красивый результат (хотя 3 сигма - это еще недостаточно много). Если планета находится близко от звезды, то они начинают сильно влиять друг на друга приливным образом. Это приводит к ряду эффектов, в частности - к деформации планеты. Было бы очень здорово это увидеть и измерить, потому что это один из неммногих доступных способов что-то дистанционно узнать о внутренних свойствах планет. Выявить деформацию можно разными способами. Некоторые из них не совсем прямые и связаны с редким сочетанием параметров. Но есть довольно наглядный простой способ - наблюдение транзитов. Если вы сравним, как идеально сферическая и эллипсоидальная (деформированная) планета "наезжает" на диск звезды, то увидим, что транзитные кривые блеска будут разными. Различие небольшое, поэтому его трудно заметить - но оно есть! И вот впервые на уровне лучше 3 сигма это удалось измерить (до этого было одно измерение на уровне около 2 сигма). Речь идет о планете WASP-103b, которую наблюдали на CHEOPS, а потом на Хаббловском телескопе. В итоге удалось выявить искомый эффект и измерить степень сжатия. Результат еще предстоит уточнять и проверять (есть некоторые вопросы, например, не удалось измерить уменьшение орбитального периода за счет приливных потерь энергии). Тем не менее, кажется, что результат устоит. Т.е., у нас появился новый способ "зондирования" недр экзопланет.
Authors: J. Antoniadis et al. Comments: 17 pages, 12 figures, accepted in MNRAS Одним из способов поиска длинноволновых гравитационных волн является координированное наблюдение большого количества миллисекундных пульсаров, с целью обнаружения коррелированных вариаций времени прихода импульса. Существует три активных проекта с большим объемом накопленных данных (австралийский, американский, и европейский), кроме того начинаются наблюдения в Китае и Индии, а также на MeerKAT в ЮАР. Идея состоит не столько в обнаружении всплесков, сколько в выявлении гравитационно-волнового фона, сформированного многочисленными слияниями сверхмассивных черных дыр. Соответственно, чем дольше идут наблюдения, чем больше пульсаров задействовано, и чем "точнее идут часы" каждого из пульсаров - тем выше чувствительность (пульсары надо специально отбирать - механически увеличивать количество, включая все подряд, крайне неээфективно). На сегодняшний день основные проекты уже перешагнули 10-летний рубеж по длительности наблюдений, а количество пульсаров в отдельном проекте может достигать малых десятков. В 2021 г. стали появляться статьи (от американского проекта NANOGrav, европейского EPTA и австралийского PPTA), в который рапортуется о том, что какой-то сигнал выден, но он не похож на ожидаемый фон, и что это такое - непонятно. Разумеется, можно улучшить чувствительность, если обрабатывать данные всех проектов вместе. Это очень нетривиальная задача. Тем не менее, люди идут по такому пути. Такой совместные проект называется IPTA (International Pulsar Timing Array). В статье представлены результаты на основе второго релиза. Совместная обработка отстает от индивидуальной обработки каждого проекта. Так NANOGrav представил в 2021 г. результаты за 12.5 лет наблюдений, а в новой статье от EPTA включены данные NANOGrav только за 9 лет (это их предыдущий релиз). Тем не менее, в новой статье EPTA использованы данные уже по 65 пульсарам (в первом релизе было 44). Это больше, чем в любом индивидуальном проекте. Для некоторых пульсаров ряды наблюдений тянутся уже 30 лет. В общем и целом, совместная обработка подтвердила то, что в 2021м году представили отдельные проекты. Какой-то сигнал есть, но на ожидаемый фон от слияний не похож. Видимо, придется еще ждать. Предыдущие статьи EPTA выходили в 2016м. Так что можно прогнозировать, что в районе 2032-2034 гг. будет что-то существенно превосходящее современные данные. Это нормально, потому что в 2032 eLISA еще не начнет работу. А конкурентами пульсарным сетям являются только космические лазерные интерферометры, среди которых, видимо, именно европейский проект будет первым (а потом уже китайский и, может быть, японский и второй китайский). Мои ожидания пока, увы, не оправдались. Когда-то я прогнозировал, что во втором релизе EPTA уже будет виден сигнал он гравволнового фона. Посмотрим, что будет со следующим прогнозом :)
Authors: David Kipping et al. Comments: 115 pages, 24 figures, 4 tables. Published in Nature Astronomy. Авторы провели очень детальный анализ кеплеровских данных для поиска спутников экзопланет. На первом этапе было выделено 70 планет, наиболее подходящих для поиска спутников. Затем, собственно, очень сложной обработкой - искали. Выделен один кандидат: Kepler-1708 b-i. Значимость авторы оценивают в 4.8 сигма. Т.е., нужны дополнительные наблюдения. Нет сомнений, что для этого будут использованы крупные инструменты, в первую очередь - Хаббл. Разумеется, пара планета-спутник необычная. Планета-то газовый гигант, тут все ясно. А вот спутник. По сути - это тоже планета. Радиус оценивается в 2.6 земных. Т.е., это сверхземля (или мини-Нептун).
Authors: Michael S. Turner Comments: 33 pages, Submitted to Annual Review of Nuclear and Particle Science. To appear in volume 32; doi: 10.1146/annurev-nucl-111119-041046 Отличный обзор про то, "откуда космологи это знают". Подробно, но понятно описана история того, как мы пришли в эпоху точной космологии, когда стандартная модель проверена разными независимыми способами на уровне лучше нескольких процентов. Формул в статье почти нет (зато много графиков). Так что почти науч-поп.
Authors: Catherine Zucker et al. Comments: 26 pages, Published in Nature on 12 January 2022. Используя данные Gaia, авторы анализируют распределение ассоциаций молодых звезд в окрестностях Солнца (речь идет о расстояниях до 200 пк примерно). Как известно, мы живем в т.н. Местном пузыре - области в межзвездной среде, которая характеризуется пониженной плотностью. Давно уже результаты моделирования показывали, что Пузырь должен возникнуть в результате серии вспышек сверхновых (ранее речь шла примерно о шести за миллион лет). С новыми результатами от Gaia по расстояниям и скоростях звезд авторы могут все делать точнее. Они уточняяют и границы Местного пузыря. В итоге показано, что формирование многих ассоциаций вокруг нас связано с динамическим влиянием расширяющегся Пузыря. Анимации доступны здесь.
Authors: Kareem El-Badry et al. Comments: 25 pages, 19 figures, submitted to MNRAS Важный результат. Ве-звезды - это источники с эмиссионными линиями, которые связаны с наличием истечения газа. Оно, в свою очередь, возникает из-за быстрого вращение В-звезды. Вопрос: как звезда раскрутилась? Самая популярная идея - за счет переноса масс в двойной системе. Но до сих пор не было прямых доказательств. Авторы провели специальный поиск раздутых ободранных компонентов у Ве-звезд. И нашли систему с переносом массы! Это HD 15124. По оценкам авторов 12-55% Ве-звезд имеют ободранные компоненты, в основном очень слабые. Таким образом, подтверждается, что в основном Ве-звезды формируются за счет раскрутки в двойных системах.
Authors: Hou-Jun Lu et al. Comments: 23 pages, 7 figures, and 1 Table. В прошлом году активно обсуждали короткий гамма-всплеск, который на самом деле "длинный". Т.е., он все-таки короткий, но он сопровождался сверхновой, т.е., по сути физика там, как у длинных. А тут все наоборот. Длинный, но короткий. Авторы представляют второй случай - GRB 211227A, - когда наблюдается длинный и относительно близкий всплеск, а сверхновая не видна. Более того, всплеск находится в 20 кпк от центра своей галактики, т.е. маловероятно, что он связан с коллапсом ядра массивной звезды. Первым таким случаем был GRB 060614. Там даже было подозрение на наблюдение килоновой. GRB 211227A подальше, поэтому неудивительно, что там ничего не видно в оптике и ИК в смысле излучения радиоактивного распада насинтезированных элементов. В общем, - любопытно.
Authors: Dacheng Lin, Jimmy A. Irwin, Edo Berger, Ronny Nguyen Comments: 13 pages, 9 figures Некоторое время назад был открыт новый тип рентгеновских транзиентов, происхождение которых остается непонятным. Была высказана гипотеза, что некоторые из них могут связаны с формированием магнитаров после слияний нейтронных звезд. В статье авторы представляют еще три события такого типа, выявленные в результате поиска в архивных данных Чандра. Странно, что авторы не обсуждают возможную связь этих источников с быстрыми радиовсплесками. Всплески сейчас открывают и в областях со слабым звездообразованием. Поэтому было предложено, что часть источников объясняется магнитарами, возникшими в результате слияний нейтронных звезд. Теоретически может связь между такими транзиентами и быстрыми радиовсплесками.
Authors: Tomoyo Namigata, C. J. Horowitz, R. Widmer-Schnidrig Comments: six pages, 6 figures Любопытная работа. Авторы используют данные с чувствительных гравиметров для поиска околоземных темных компактных объектов по их приливному действию. Чувствительность дотягивается до масс чуть меньше 1014 кг. Более мелкие черные дыры уже можно и по хокинговскому излучению увидеть. Но мне интересно, неужели по телеметрии множества околоземных спутников (включая те, что предназначены для высокоточных измерений) не получаются пределы лучше?
Authors: Michele Moresco et al. Comments: Invited review article for Living Reviews in Relativity. 192 pages, 51 figures, 9 tables
Часто приходится объяснять, что в современной космологии есть огромный
комплекс разнообразных данных, на основе которого и делают выводы.
Наблюдают спектры далеких галактик и квазаров, детали в спектрах, связанные
с поглощением в облаках газа "по дороге", реликтовое излучение, есть
статистика распределения галактик, есть сверхновые, гамма-всплески,
гравитационно-волновые всплески, и т.д. и т.п.
Кроме того, постоянно появляются новые наблюдательные возможности.
Authors: Roberto Soria et al. Comments: 24 pages, accepted by MNRAS Впервые проведен большой хороший обзор спиральных галактик в скоплении в Деве. Всего в выборку вошло 75 галактик. Для 23 были использованы архивные данные, а для 52 - проведены новые наблюдения. Всего было использовано около 2 млн секунд наблюдательного времени. В статье дано общее описание обзора, а также приведены данные по ультрамощным источникам. Их аж 85 штук. Это отличная достаточно однородная выборка, которая позволит лучше разобраться в физике этой разнородной популяции.
Authors: Philip J. Armitage Comments: 58 pages, Expanded write-up of introductory graduate level lectures Подробный курс по физике аккреции от одного из лучших в мире специалистов, который, к тому же, известен способностью хорошо излагать свой предмет. Рассмотрен очень широкий круг вопросов, касающийся темы аккреции в астрофизике. В основном речь идет о дисках (самых разных), но не только.
Authors: G. Lacedelli et al. Comments: 22 pages, 19 figures. Accepted for publication in MNRAS Снова про важность комплексного подхода. Система TOI-561 становится одной из самых изученных, потому что есть фотометрия от CHEOPS и TESS и спектры (вариация радиальной скорости звезды) - от HARPS-N. В системе надежно известно 4 планеты. Для всех них удается хорошо измерить массы и размеры. Плюс, заподозрена еще одна (по вариации лучевой скорости) - долгопериодическая. Точные одновременные измерения массы и радиуса позволяют с большей надежностью применять модели внутреннего строения планет.
Authors: Ian Wong et al. Comments: 19 pages, 9 figures, 3 tables. Submitted to AJ Планеты, близкие к своим звездам, возбуждают в них приливы. Это приводит к уменьшению орбиты поланеты. Пока такое наблюдается только в одном случае - WASP-12. В данной статье новые данные TESS используются для уточнения параметров уменьшения орбиты. TESS закончил свою основную двухлетнюю программу. Но поскольку аппарат продолжает хорошо работать, то реализуется расширенная программа исследований экзопланет. В рамках этой работы и наблюдали WASP-12.
Authors: Zachary Schutte, Amy Reines Comments: 19 pages, 12 figures, published in Nature on January 19, 2022 Авторы провели детальное исследование центральной области близкой (9 Мпк) карликовой галактики Henize 2-10. Показано, что околоядерная область звездообразования связана с биполярным истечением от центральной сверхмассивной черной дыры. Т.о., черные дыры могут стимулировать формирование звездных околоядерных скоплений. Красивый снимок на Рис. 1 в статье. Прямо видно, как поток от черной дыры соединяет ее с областью звездообразования.
Authors: Ofer Lahav, Andrew R Liddle Comments: 18 pages Это апдейт регулярной сводки текущих космологических параметров, которые готовят эти авторы. Предыдущая выходила в самом конце 2019 г. С тех пор появились некоторые уточнения, хотя и не очень значительные. Существенно, что в статье не просто дана таблица (она, конечно, тоже есть, совсем небольшая, буквально 10 строк), а приводятся описания параметров и связей между ними. А кроме того, обрисовывается, как параметры определяются. Т.е., скажем, для тех, кто хотя бы прочел пару-тройку хороших науч-поп книжек по космологии, статья послужит неплохим (и понятным) обзоров по современному состоянию дел, переводя на несколько более высокий уровень понимания, чем после науч-поп книг. Для тех же, кто хочет "расширить и углубить" есть ссылки на оригинальные работы (их не слишком много - около полусотни).
Authors: Tanda Li et al. Comments: 20 Pages, accepted by ApJ Красные гиганты можно изучать разными способами. Обычно - это спектроскопия. И недавно появилось две большие выборки красных гигантов, исследованных с помощью LAMOST и APOGEE. Но в данной статьи использован совсем другой подход. Авторы анализируют данные спутника Кеплер. Астросейсмология, наравне со спектроскопией, позволяет определять ключевые параметры красных гигантов. В статье приводится детальное сравнение результатов использования разных подходов и неопределенности в оценке параметров. При столь массовом подходе удается определять ключевые параметры (массы, радиусы, возраста) с точностью лучше 10%.
Authors: Donald Kurtz Comments: 63 pages А теперь про астросейсмологию вообще и в деталях! Большой обзор по астросейсмологическим наблюдениям звезд всех типов. Благодаря работе Kepler, TESS и других инструментов за последние годы появилось много данных, и астросейсмология стала важнейшим инструментом изучения звезд. Обзор посвящен в первую очередь результатам наблюдений, но и про методы тоже кратко рассказано.
Authors: Kailash C. Sahu et al. Comments: 34 pages, Submitted to ApJ Проводя на Хаббловском телескопе наблюдения события длинного микролинзирования, авторы обнаружили в дополнение к фотометрическому эффекту и астрометрический. Это первое такое наблюдение и самый надежный результат по идентификации одиночной черной дыры. Масса черной дыры 6-8 масс Солнца. Интересно, что также удалось померить двумерную проекцию скорости. Получилось 45 км в сек, что указывает на небольшой кик при рождении (хотя можно и динамические причины придумать). Само событие фотометрического линзирования наблюдалось в 2011 г., но понадобилось 6 лет наблюдений, чтобы получить астрометрический результат. Наверное, в недалеком будущем Gaia даст много таких данных.
Мы будем стараться хотя бы перечислить интересные (для широкой публики)
статьи, появившиеся в разделе
physics
(включая cross-listing).
Authors: Cormac O'Raifeartaigh Comments: 24 pages, Invited article for the anthology 'Testing Einstein' to be published by MIT Press (ed. B. Odom and D. Kennefick) Популярный рассказ об истории космологических исследований в период от создания ОТО и до начала 60-х гг. |