Выпуск N406

Данный ежемесячный обзор является очередной частью серии "Рефератов отдельных статей", выделенных профессором МГУ Сергеем Поповым на основе его личных предпочтений. Является выборкой интересных научных публикаций в области астрономии, астрофизики и физики с сайта препринтов arxiv.org. Публикуется с разрешения Сергея Борисовича и указанием ссылок на первоисточники.

обзор arxiv:2202.00690 Холодная межзвездная среда в галактиках в Местной вселенной (The cold interstellar medium of galaxies in the Local Universe)

Authors: Amelie Saintonge, Barbara CatinellaComments: 46 pages, 11 figures, to appear in Annual Review of Astronomy and Astrophysics, Vol. 60, 2022

Большой обзор по холодной межзвездной среде. Холодная - это та, которая способна к звездообразованию. Поэтому, это очень важная составляющая любой галактики. А кроме того, именно эту среду надо учитывать во всех моделированиях, где формируются звезды, идет речь и молодых компактных объектах и т.д.

обзор arxiv:2202.00694 IceCube и космические нейтрино высоких энергий (IceCube and High-Energy Cosmic Neutrinos)

Authors: Francis Halzen, Ali KheirandishComments: 127 pages, To be published in Neutrino Physics and Astrophysics, edited by F. W. Stecker, in the Encyclopedia of Cosmology II, edited by G. G. Fazio, World Scientific Publishing Company, Singapore, 2022

По объему - это небольшая книга. И все про наблюдения нейтрино высоких энергий, в первую очередь на iceCube. О самой установке тоже довольно подробно рассказывается. Но важно, что описываются и просто общие принципы регистрации нейтринного сигнала. Отдельно рассматриваются возможные источники нейтрино (и это не только активные ядра галактик). Так что обзор охватывает более-менее все по теме, что соответствует его немаленькому объему.

О других проектах см. другие статьи в том же сборнике: о IMB, Kamiokande и Super Kamiokande

arxiv:2202.01903 Одиночная черная дыра из "провала" в распределении масс или нейтронная звезда, обнаруженная по данным астрометрического микролинзирования (An isolated mass gap black hole or neutron star detected with astrometric microlensing)

Authors: Casey Y. Lam et al.Comments: 51 pages, 29 figures, 22 tables, submitted to AAS Journals

В прошлом месяце я уже писал о другой статье (см. архив обзоров за январь 2022), посвященной этому же объекту. Теперь вторая группа наблюдателей выкладывает результаты своей обработки хаббловских наблюдений. У этой группы значение массы компактного объекта получается чуть ниже: от 1.6 до 4.2 массы Солнца. Т.о., это или массивная нейтронная звезда, или относительно легкая черная дыра, чья масса соответствует "провалу" между массами нейтронных звезд и типичными массами черных дыр (5-10 солнечных) в двойных системах нашей Галактики.

обзор arxiv:2202.02052 Белые карлики как физические лаборатории: свет и тени (White dwarfs as Physics laboratories: lights and shadows)

Authors: Jordi Isern, Santiago Torres, Alberto Rebassa-MansergasComments: 21 pages, 6 figures, 5 tables, Front. Astron. Space Sci. 9:815517 (2022)

Небольшой обзор, посвященный тому, как наблюдения белых карликов помогают проверять всякие экзотические гипотезы и делать важные ограничения на параметры: изменение ньютоновской постоянной, поиски аксионов и т.д.

arxiv:2202.04425 Первая регистрация четверного астероида - обнаружение третьей луны вокруг Электры (130) с помощью SPHERE/IFS (First observation of a quadruple asteroid -- Detection of a third moon around (130) Elektra with SPHERE/IFS)

Authors: Anthony Berdeu, Maud Langlois, Frederic VachierComments: 21 pages, A\&A 658 L4 (2022)

"И на блохе сидит блоха".

То, что многие астероиды двойные - хорошо известно. А насколько распространена более высокая кратность? Делать все более сложные иерархические системы из маломассивных объектов непросто. Также, им сложно выжить. Вот первое обнаружение системы из четырех объектов.

У довольно крупного (диаметр 200 км) астероида Электра уже было известно два спутника. Новые наблюдения позволили обнаружить третий. Т.е., мы имеем систему из четырех гравитационно связанных малых тел.

Тут понадобился один из телескопов VLT с очень продвинутым детектором SPHERE (к слову, на нем получено много интересных результатов по протопланетным дискам и экзопланетам). Спутники мелкие: от 6 км до 1-2 у последнего обнаруженного. Расстояния между телами порядка сотен км.

миниобзор arxiv:2202.04117 Гравитационно-волновое и рентгеновское изучение уравнения состояния нейтронных звезд (Gravitational-Wave and X-ray Probes of the Neutron Star Equation of State)

Authors: Nicolas Yunes, M. Coleman Miller, Kent YagiComments: 14 pages, Published in Nature Reviews Physics (2022)

За последние годы получены важные результаты, позволяющие лучше понять внутреннее строение нейтронных звезд и поведение вещества в их недрах. Они были получены, в первую очередь, благодаря наблюдениям гравитационно-волнового сигнала, сопровождавшегося электромагнитными транзиентными явлениями, а также благодаря работе рентгеновского детектора NICER. В статье кратко и понятно (как и принято в журналах Nature ...) описаны ключевые достижения, планы и надежды.

arxiv:2202.05188 Кандидат в короткопериодические планеты субземной массы вокруг Проксимы Центавра (A candidate short-period sub-Earth orbiting Proxima Centauri)

Authors: J. P. Faria et al.Comments: 17 pages, 13 figures

У Проксимы Центавра заподозрили существование еще одной планеты.

Новый кандидат очень легкий (0.2-0.3 массы Земли) и короткопериодический (5 дней). Выявили его по наблюдениям вариации лучевой скорости звезды с помощью прибора ESPRESSO на VLT.

Заметим, что это, по сути, уточнение более раннего результата. Т.е., о возможности существования легкой планеты на тесной орбите начинали свидетельствовать и более ранние наблюдения. Теперь данных больше, точность выше. Но все рано надо наблюдать еще, чтобы добиться более надежного подтверждения.

arxiv:2202.05300 Обнаружение плотной группы гиперкомпактных радиоисточников в центральном парсеке Галактики (Detection of a dense group of hyper-compact radio sources in the central parsec of the Galaxy)

Authors: Jun-Hui Zhao, Mark R. Morris, W. M. GossComments: 20 pages, 11 figures, ApJ accepted

Наблюдения области галактического центра (примерно 15 на 15 секунд дуги) показали наличие десятков компактных радиоисточников. Наблюдения проводились на VLA. Природа их не ясна. Авторы полагают, что это могут быть аккрецирующие двойные и одиночные черные дыры.

arxiv:2202.05427 Открытие радиогалактики размером как минимум 5 Мпк (The discovery of a radio galaxy of at least 5 Mpc)

Authors: Martijn S.S.L. Oei et al.Comments: 18 pages, 14 figures, 3 tables, accepted for publication in Astronomy & Astrophysics

Переработав данные LOFAR, авторы обнаружили гигантскую структуру. Это радиогалактика. Эллиптическая галактик с парой джетов и "радиоушами". Размер всей структуры 5 МПк. Рекорд!

Объект назвали Alcyoneus. Как учит нас Википедия: Alkuoneus means 'mighty ass'.

arxiv:2202.05892 POSYDON: Программа популяционного синтеза общего назначения с детальным моделированием эволюции двойных систем (POSYDON: A General-Purpose Population Synthesis Code with Detailed Binary-Evolution Simulations)

Authors: Tassos Fragos et al.Comments: 58 pages, 33 figures, 8 tables, submitted to the Astrophysical Journal Supplements.

Описан новый большой код для популяционного синтеза двойных систем. Приведено детальное описание программы, много тестовых результатов и тп. Сам код обещают сделать общедоступным после публикации статьи.

arxiv:2202.07681 Гамма-лучи выдают ускорение протонов при взрывах термоядерных новых (Gamma rays reveal proton acceleration in thermonuclear novae explosions)

Authors: MAGIC CollaborationComments: 45 pages

Впервые удалось зарегистрировать очень жесткое гамма-излучение от вспышек новых (в данном случае это RS Змееносца). До этого Ферми видел гамма-излучение от новых, но не такое жесткое. Наблюдения на MAGIC (совместно с Ферми) позволяют хорошо понять где и как происходит ускорение. Разумеется, дело в ударных волнах. Рисунок 2 в статье дает красочное представление о происходящем.

См. также статью H.E.S.S. на ту же тему: arxiv:2202.08201.

arxiv:2202.08002 Быстрый радиовсплеск с субмиллисекундной квазипериодической структурой (A fast radio burst with sub-millisecond quasi-periodic structure)

Authors: Ines Pastor-Marazuela et al.Comments: 13 pages, 6 figures, 3 tables, supplementary material. Submitted to A&A

Впервые выделен квазипериодический, очень высокочастотный сигнал в быстром радиовсплеске.

Наблюдения проводились на Apertif (Нидерланды). Всплеск не повторный. На уровне лучше 2-сигма выделена частота около 2 кГц. Это разделение между несколькими пиками всплеска (0.415 мсек). Авторы полагают, что это вряд ли вращение, а скорее что-то в магнитосфере.

обзор arxiv:2202.10046 Природа газовых планет-гигантов (The nature of gas giant planets)

Authors: Ravit Helled, Naor Movshovitz, Nadine NettelmannComments: 22 pages, a review chapter, to appear in "Planetary systems now" edited by Luisa M. Lara and David C. Jewitt

Хороший понятный обзор по внутреннему строению Юпитера и Сатурна. Если пропускать формулы - то всем будет понятно. А если не пропускать, то можно разобраться в основах и понять детали.

arxiv:2202.12903 Белый карлик, аккрецирующий вещество планеты, по данным рентгеновских наблюдений (A white dwarf accreting planetary material determined from X-ray observations)

Authors: Tim Cunningham et al.Comments: 53 pages, Published in Nature, Feb 10 2022 issue

Впервые удалось непосредственно доказать, что белый карлик именно аккрецирует вещество разрушенной планеты или астероида. Ранее было много примеров, когда видели четкое "загрязнение" атмосферы белых карликов внешним веществом, или наблюдали присутствие самого внешнего вещества. Теперь добавлен еще один элемент картины.

С помощью рентгеновского наблюдения на Чандре, авторы смогли увидеть (еле-еле! 4.4 сигма) излучение, связанное с аккрецией. Наверное в будущем Athena будет видеть больше подобны случаев. Это важно для понимания процессов во внешних слоях белых карликов.

обзор arxiv:2202.13243 Исследование среды в окрестности Меркурия с помощью двухаппаратной миссии БепиКоломбо (Investigating Mercury's Environment with the Two-Spacecraft BepiColombo Mission)

Authors: A. Milillo уе фдюComments: 78 pages, 14 figures, published in Space Science Reviews (2020), Volume 216, Issue 5, article id.93

Европейско-японская миссия летит. Исследования начнут в 2025. А в статье дан обзор того, что мы знаем о Меркурии и среде вокруг него, какие есть нерешенные проблемы, и, наконец, как БепиКолобмо будет все это исследовать.

Обзор интересных широкой публике статей в разделе physics (включая cross-listing)

arxiv:2202.00847 Обзор усовершенствованных гравитационно-волновых обсерваторий Ligo в преддверии четвертого научного сеанса (Review of the Advanced LIGO gravitational wave observatories leading to observing run four)

Authors: Craig Cahillane, Georgia MansellComments: 33 pages, 7 figures, 181 references

Сжато, но понятно рассказано о ключевых особенностях наблюдений на LIGO, о том, какие усовершенствования там сделаны к четвертому сеансу (который должен начаться в конце этого года).

arxiv:2202.04228 Мир мистера Томпкинса: эффекты сильного изменения фундаментальных постоянных на свойствах атомов, молекул и таблице Менделеева (Mr. Tompkins world: Effects of extreme variations in fundamental constants on the structure of atoms, molecules, and periodic table)

Authors: Vsevolod D. Dergachev, Hoang Bao Tran Tan, Sergey A. Varganov, Andrei DereviankoComments: 18 pages, 17 figures

Иллюстрируя (а иногда и моделируя - тогда это может стать настолько неоправданным упрощением, что превратится в ошибку) действия какого-нибудь физического феномена, часто удобно оставить все остальное "как есть". Конечно, часто это лишь нулевое приближение. "Все связано со всем", хотя чаще всего довольно слабо.

Авторы пытаются сделать следующий шаг в популярном изложении эффектов изменения фундаментальных констант (в первую очередь - скорости света), следуя заветам Георгия Гамова. В "мире мистера Томпкинса" уменьшается скорость света, и многие релятивистские эффекты становятся видимыми в обычной жизни. Это примечатальное упрощение, позволяющее понять суть многих эффектов СТО на популярном уровне. Однако уменьшение скорости света повлияет еще много на что. Например, на структуру атомов и молекул. К слову, именно так и ищут эффекты, связанные с гипотетическим изменение скорости света в ходе космологической эволюции. Изучают спектры далеких квазаров, пытаясь найти сдвиги уровней.

Основная часть статьи совсем короткая и довольно понятная для продвинутого старшеклассника. Всё более детальное и техническое вынесено в приложениях, в которых продвинутый и усидчивый заинтересованный физ-мат старшеклассник тоже вполне разберется. И не только физмат: химикам также будет любопытно и посильно.

arxiv:2202.07020 Как была придумана волновая функция вселенной без граничных условий (The Genesis of the No-Boundary Wave Function of the Universe)

Authors: James HartleComments: 14 pages, 5 figures

Небольшая заметка, посвященная воспоминаниям Хартля о работе со Стивеном Хокингом над волновой функцией вселенной без начальных условий.

arxiv:2202.10172 В поисках мозга Эйнштейна (In search of Einstein's brain)

Authors: Steve C. Wang Comments: 6 pages, no figures. This is the full version of a shorter piece that was published in Science (Science 289:5484, p. 1477 (2000)) in edited form

Любопытная (теперь уже довольно старая) заметка.

Собственно, это скорее эссе. Короткое рассуждение на тему исследований мозга Эйнштейна и нашего отношения к этому.

обзор arxiv:2201.12421 История наблюдений солнечных нейтрино (History of Solar Neutrino Observations)

Authors: Masayuki NakahataComments: 29 pages, 20 figures, accepted by PTEP as a paper for "A special issue in memory of Masatoshi Koshiba, a pioneer in experimental particle physics and astrophysics"

Небольшой понятный обзор по изучению солнечных нейтрино. Конечно, автор сдлал упор на японские детекторы. Тем не менее, рассказано и про другие эксперименты, а главное - про общий подходы.