Симпозиумы, конференции, съезды
"Астрофизика высоких энергий-2007"
Всероссийская астрофизическая конференция "Астрофизика высоких энергий сегодня и завтра-2007" прошла 2527 декабря в Институте
космических исследований РАН. В ней участвовало более 150 учены/х, работающих в России и в ведущих европейских и американских научно-
исследовательских центрах. Конференция проводилась при поддержке Российской академии наук и Российского фонда фундаментальны/х исследований.
Декабрьская встреча астрофизиков стала уже традиционной - в 2007 г. ее провели седьмой раз (Земля и Вселенная, 2007, № 3). Как и раньше, она была посвящена обсуждению новых теоретических и экспериментальных результатов, касающихся различных областей астрофизики высоких энергий. Одной из главных тем в этот раз стала физика космологической рекомбинации - процесса, происходившего во Вселенной на первых стадиях развития, которые определили ее дальнейшую эволюцию. Примерно через 260 тыс. лет после Большого взрыва космическая плазма остыла до такой степени, что возникли нейтральные атомы водорода, в результате чего стало возможным распространение фотонов. К тому времени температура изотропного чернотельно-го реликтового излучения
© Закутняя О.В.
АСТРОФИЗИКА ВЫСОКИХ ЭНЕРГИИ ' . СЕГОДНЯ И ЗАВТРА
£ ' ВПСОППРМЙГВ'ла к'пм^гогыпип
ВСЕРОССИЙСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ
Физика космологической рекомбинации и реиониэации
Скопления галактик и межгалактическая среда
Астрофизика акк и рентген
46
Вселенной опустилась до 3800 К.
О физике космологической рекомбинации говорил академик Р.А. Сюняев (ИКИ РАН; Институт астрофизики Общества им. Макса Планка, Германия). Процесс рекомбинации связан с испусканием нескольких фотонов при переходе электронов с верхних уровней атома водорода на основной. Впервые выполнены детальные вычисления спектра рекомбинацион-ного излучения, возникающего при всех возможных переходах с уровней атома водорода. Полученные данные важны для интерпретации наблюдений реликтового фонового излучения. Из-за расширения Вселенной рекомбинаци-онное излучение смещается в красную сторону спектра более чем в тысячу раз, поэтому ультрафиолетовые фотоны приходят к наблюдателю уже в субмиллиметровом диапазоне спектра. В результате переходов между высоковозбужденными уровнями фотоны можно регистрировать и в радиодиапазоне, где экспериментальные установки уже достигли высокой чувствительности. В настоящее время разрабатываются наземные радиотелескопы, которые дадут возможность фиксировать флуктуации микроволнового фона на уровне 10 нК. Этого достаточно для измерения связанных с рекомбинацией спектральных искажений фона (их ожидаемая амплитуда составляет 50100 нК). Такие исследования позволят точно определить температуру микроволнового фона и энтропию Вселенной, а также восста-
Доктор физико-математических наук В.К. Дубрович выступает с докладом "Наблюдательные проявления первичных молекул в эпоху до возникновения звезд".
новить в подробностях картину того, как Вселенная становилась прозрачной.
Проблему оценки возможных вариаций фундаментальных физических констант в процессе космологической эволюции рассмотрел кандидат физико-математических наук A.B. Иванчик (Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН). Современные теории фундаментальных взаимодействий предсказывают возможность вариации фундаментальных физических констант. Для экспериментальной проверки этой гипотезы предложено сравнить данные наблюдений определенных линий излучения в лабораторных условиях и в спектрах далеких квазаров. Так как квазары возникли около 10 млрд. лет назад, то из-за эффекта Доплера линии в их спектрах будут смещены в красную сторону. Упомянутые фундаментальные
константы определяют относительное положение линий. Сравнивая данные лабораторных и экспериментальных измерений, можно сказать, менялась ли их величина за прошедшее время. В докладе представлены и результаты такого сравнения, однако они пока недостаточны, чтобы доказать или опровергнуть гипотезу об изменении констант. Для ответа на этот вопрос требуются дальнейшие исследования с увеличением точности эксперимента.
Проблемам изучения вещества Вселенной до появления в ней первых звезд (этот период получил название Dark Ages - "темная эпоха") посвятил доклад доктор физико-математических наук В.К. Дубрович (Санкт-Петербургский филиал Специальной астрофизической обсерватории РАН). Он назвал возможные первичные молекулы, образованные в дозвездную эпоху, и рассказал об основных механизмах их взаимодействия с фотонами реликтового излучения. При этом рассматривались как"классические" молекулы водорода, дейтерия, гелия и лития, так и "экзотичные" -более тяжелые молекулы углерода, азота и кислорода, образование которых в дозвездную эпоху предполагается в некоторых нестандартных моделях первичного нуклеосинтеза. Взаимодействие этих молекул с фотонами реликтового излучения должно приводить к определенным искажениям реликтового фона, по которым можно восстановить особенности развития Вселенной до появления первых звезд.
Другая важная тема Конференции: физика горячей плазмы в скоплениях галактик, с которой связаны распространение ударных волн, генерация магнитных полей и космических лучей. Внимание ученых было сосредоточено на недавних экспериментальных результатах.
Проблемы влияния мелкомасштабных неустойчи-востей на поведение плазмы стали предметом доклада профессора A.A. Щеко-чихина (Лондонский Имперский колледж). Он детально описал различные виды неустойчивостей плазмы, условия их возникновения, скорость и масштабы роста, влияние на свойства переноса импульса и тепла в межгалактической плазме. Понимание этих механизмов необходимо для построения теории среднего поля в скоплениях галактик, которая позволила бы описывать крупномасштабные события в скоплениях.
О процессах развития газодинамических неустойчивостей на границах холодных фронтов при столкновении галактических скоплений говорил и доктор физико-математических наук A.A. Вихлинин (ИКИ РАН; Гарвард-Смитсонов-ский астрофизический центр, США). Холодный фронт - область межгалактического газа, поверхностная яркость которого велика, однако температура очень низка, она в два раза ниже, чем температура окружающего газа. В докладе представлены новые результаты детальных наблюдений в рентгеновском диапазоне космической обсерватории "Чандра" холодного фрон-
Доктор физико-математических наук A.A. Вихлинин, посвятивший свой доклад одному из скоплений галактик (по данным космической обсерватории "Чандра").
та в скоплении галактик А3667. В частности, при измерении температуры газа оказалось, что газ внутри холодного фронта богат разными металлами (металличность составляет 0.6 солнечной), тогда как это значение для набегающего газа - 0.3 сол-
Доктор физико-математических наук Е.М. Чуразов рассказывает о гравитационном взаимодействии массивных эллиптических галактик в центрах групп и скоплений галактик.
нечной. Рассматривались и проблемы развития газодинамических неустойчивостей на границе холодного фронта. На рентгеновском изображении этого скопления галактик хорошо видна волнообразная структура фронта с характерными масштабами длин волн около 100 кпк. Чтобы объяснить ее, необходимо предположить наличие определенного механизма, ответственного за развитие неустойчивостей с такими характерными масштабами.
Проблемы вычисления нетепловой компоненты полного давления газа в массивных эллиптических галактиках рассмотрел доктор физико-математических наук Е.М. Чуразов, 28 мая 2008 г. избранный членом-корреспондентом РАН (ИКИ РАН; Институт астрофизики Общества им. Макса Планка, Германия). Полное давление газа содержит несколько компонент: тепловое давление (оно восстанавливается по рентгеновским наблюдениям), давление космических лучей, плотность энергии магнитного поля, энергию турбулентных движений. Оценить вклад трех последних нетепловых компонент прямым способом пока невозможно, так как их нельзя наблюдать, но можно вычислить косвенным методом. При определении массы галактики по оптическим данным важен только ее гравитационный потенциал, потому что для звезд, наблюдаемых в видимом свете, лишь эта компонента имеет значение. Когда та же самая масса вычисляется на основе поведения газа в галактике, то в уравнении учитывается также пол-
ное давление, в которое включены упоминавшиеся выше нетепловые компоненты. Таким образом, гравитационный потенциал (полученный с высокой степенью точности из оптики) можно связать с полным давлением. Затем на основе рентгеновских данных восстанавливается тепловое давление газа. Подставив его в уравнение гравитационного потенциала, получают разницу между потенциалами: истинным гравитационным и рассчитанным на основе теплового давления газа. Именно эта разница и дает представление о вкладе нетепловой компоненты в полное давление. Докладчик проанализировал данные наблюдений нескольких галактик и получил приближенное значение суммарного вклада нетепловых компонент в полное давление газа: 5-10%.
На Конференции обсуждались новые результаты исследований нейтронных звезд и черных дыр, ядер активных галактик, квазаров и других астрофизических объектов. О физике звездообразования в центральной области нашей Галактики и других активных галактиках говорил кандидат физико-математических наук C.B. Наяк-шин (Лестерский университет, Великобритания). Наличие молодых звезд возрастом в миллионы лет, находящихся в объеме 1 пк вблизи центра Галактики, представляет интересную проблему для астрофизики. Появление молодых звезд в непосредственной близости от центральной черной дыры объяснить не очень про-
Доктор физико-математических наук С.Ю. Сазонов. Тема его доклада - 'Статистика активных ядер галактик и космический рентгеновский фон (по данным космической обсерватории "Интеграл").
сто, так как приливные силы разрывают молекулярные облака еще до того, как могут сформироваться звезды. Кроме этого, большинство молодых звезд -массивные, маломассивных звезд минимум в 5 раз меньше по сравнению с обычными звездными скоплениями. Наблюдение галактического ядра позволило восстановить
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.