Выпуск N403

Disclaimer Важно:

Данный ежемесячный обзор является очередной частью серии "Рефератов отдельных статей" сделаной профессором МГУ Сергеем Поповым на основе его личных предпочтений. Является выборкой интересных научных публикаций с указанием источника оригинальной статьи в области астрономии, астрофизики и физики с сайта arxiv.org. Публикуется с его разрешения и указанием сылки на первоисточник.

Каталог: 17-летний обзор всего неба в жестком рентгеновском диапазоне по данным INTEGRAL/IBIS (INTEGRAL/IBIS 17-year hard X-ray all-sky survey)
Authors: Roman Krivonos et al.
Comments: 5 pages, 2 figures, 7 tables (1 long table). Submitted to MNRAS

Европейский спутник ИНТЕГРАЛ продолжает свою работу. В статье представлен очередной каталог жестких источников, созданный на основе наблюдений с помощью прибора IBIS. Это система с кодирующей маской, позволяющая добиваться неплохого углового разрешения в диапазоне >20 кэВ.

В каталог вошло почти 1000 источников. Более трети из них - галактические. Почти половина - внегалактические. Наконец, более 10% источников не отождествлены.

Наблюдения основания джета и коллимации в Центавр А на Телескопе горизонта событий (Event Horizon Telescope observations of the jet launching and collimation in Centaurus A)
Authors: Michael Janssen et al.
Comments: 27 pages, 9 figures. Nature Astronomy, July 2021, Volume 5, p. 1017-1028

С помощью южной части Телескопа горизонта событий (из северного полушария созвездие Центавр (он же - Кентавр) не видно) удалось пронаблюдать основание джета активного ядра с угловым разрешением в 16 раз лучше, чем до этого. Наблюдения велись на волне 1.3 мм. Видна довольно ясная картинка, похожая на то, что наблюдается в М87.

Чтобы подобраться совсем близко к черной дыре и увидеть тень, нужно наблюдать на более высоких частотах, и тоже с помощью интерферометров. Т.е., надо уйти на субмиллиметры и смотреть из космоса с базой под 10 000 км. Звучит красиво, но в сколь-нибудь обозримом будущем никто такие интерферометры делать не будет.

GWTC-3: слияния компактных двойных, обнаруженные LIGO и Virgo в течение второй части третьего сеанса наблюдений (GWTC-3: Compact Binary Coalescences Observed by LIGO and Virgo During the Second Part of the Third Observing Run)
Authors: The LIGO Scientific Collaboration, the Virgo Collaboration, the KAGRA Collaboration
Comments: 82 pages (10 pages author list, 30 pages main text, 22 pages appendices, 20 pages bibliography), 16 figures, 14 tables

Представлены данные за вторую часть третьего сеанса научных наблюдений на LIGO и Virgo (и немного - KAGRA). В каталог вошло 35 событий. Половина из них уже анонсировалась раньше, по ходу работы. А другая половина - представлена только сейчас. Всего (с учетом двух первых сеансов и первой половины третьего) число зарегистрированных слияний выросло до 90 штук.

См. также arxiv:2111.03634, где детально обсуждаются события третьего научного сеанса - 76 штук. Даны оценки темпа слияний различных пар, а также распределения по массам и т.п. данные.

Как двойные аккрецируют: гидродинамическое моделирование с пассивными тестовыми частицами (How binaries accrete: hydrodynamics simulations with passive tracer particles)
Authors: Christopher Tiede et al.
Comments: 15 pages, 13 figures

Статья посвящена тому, как двойные системы аккрецируют внешнее вещество. Ситуация с аккрецией на двойную встречается нередко. Наверное, проще всего представлять себе двойную сверхмассивную черную дыру в центре галактики, образованной слиянием.

Задача не раз рассматривалась, но динамика потоков там довольно сложная. Даже без учета магнитных полей и влияния излучения все выглядит в численном моделировании довольно витиевато.

Венерианский фосфин: "Ух ты!"-сигнал в химии? (Venusian phosphine: a 'Wow!' signal in chemistry?)
Authors: William Bains et al.
Comments: 10 pages

Год назад все обсуждали фосфин в атмосфере Венеры: биогенный он или нет. Прошел год. Авторы очень кратко суммируют свои изыскания и аргументы в пользу того, что во-первых, фосфин там есть, а во-вторых, оъяснить его присутствие простыми способами не удается.

Может и зря авторы сравнивают это с wow-сигналом. Тот сигнал не привел к великим открытиям.

Первые космические РСДБ наблюдения Стрельца A* (First Space-VLBI Observations of Sagittarius A*)
Authors: Michael D. Johnson et al.
Comments: 8 pages, Accepted for publication in ApJ Letters

Представлены результаты наблюдений черной дыры в центре Галактики с помощью Радиоастрона. Наблюдения проводились на длине волны 1.35 см. Кроме Спектра-Р участовало множество наземных инструментов. В результате авторам удалось увидеть асимметричность изображения на масштабе 5.5 шварцшильдовских радиусов. В общем, это подтверждает уже известное. Равно как и то, что для получения прорывных результатов надо уходить на более короткие волны (раз в 10 короче).

Разоблачение астрометрических массивных двойных с черными дырами по данным Gaia (Uncovering astrometric black hole binaries with massive main-sequence companions with Gaia)
Authors: S. Janssens et al.
Comments: 22 pages, 18 figures, 2 tables, accepted for publication in A&A

Пока не наблюдения, а лишь моделирование, но все равно интересно.

Авторы оценивают, сколько двойных, состоящих из массивной звезды Главной последовательности и черной дыры, можно будет открыть в данных Gaia. Получается, что под пару сотен! Это очень много. И кое-что можно будет сделать уже через год по результатам DR3 (а для каких-то систем - придется ждать релиза DR4, в который войдет полная обработка пяти лет наблюдений - т.е., всей плановой программы; но не забываем, что работу продлили до конца 2025 г., т.е. план будет перевыполнен более чем вдвое!).

Идея крайне проста. Gaia вообще откроет много двойных просто по астрометрии - будет видно, как звезды в системе смещаются. Это особенно интересно для систем с черными дырами, на которые не идет мощная аккреция, приводящая к появлению яркого рентгеновского источника. К слову, это первый из предложенных методов поиска черных дыр. Но пока он не давал впечатляющих результатов. А тут можно будет ожидать очень большой выборки.

Кроме всего прочего, результат позволит узнать, какую скорость отдачи (кик) черные дыры получают при рождении.

Обнаружение черной дыры в молодом массивном скоплении NGC 1850 в Большом Магеллановом облаке (A black hole detected in the young massive LMC cluster NGC 1850)
Authors: S. Saracino et al.
Comments: 11 pages, 8 figures, 4 Tables. Accepted for publication by Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

А вот свежий интересный результат уже по поиску черных дыр в реальных наблюдательных данных. Открыли черную дыру в довольно массивной неаккрецирующей системе в Большом Магеллановом Облаке. У звезды с массой около пяти солнечных была обнаружена большая вариация скорости. Это говорит о присутствии невидимого компаньона с массой 9-13 солнечных. Это явно может быть черная дыра. В принципе, это не первое такое открытие (хотя их по пальцам одной руки можно пересчитать), но зато первое для системы в молодом звездном скоплении, что немного добавляет интереса.

Миниобзор: Астрофизика извлечения вращательной энергии из черной дыры (The astrophysics of rotational energy extraction from a black hole)
Authors: David Garofalo, Chandra B. Singh
Comments: 7 pages, Post-peer-review, pre-copyedit version of an article published in Nature Astronomy

Недавно двое известных астрофизиков (King, Pringle 2021) подвергли критике известный механизм Блэндфорда-Знаека. Считается, что именно он отвечает за возникновение джетов у черных дыр. При этом энергия черпается из вращения черной дыры, а ключевую роль медиатора играют электромагнитные процессы. В данной заметке авторы, в некотором смысле, отвечают на критику, показывая, что механизм Блэндфорда-Знаека вроде как работает. Но для исчерпывающего прояснения всех деталей процесса необходимо более глубокое изучение аккреции замагниченной плазмы на черные дыры в ситуации, когда и гравитационные, и магнитные поля становятся очень сильными.

Поиск радиосигнала технического происхождения от Проксимы Центавра, закончившийся выделением потенциально интересного сигнала (A radio technosignature search towards Proxima Centauri resulting in a signal-of-interest)
Authors: Shane Smith et al.
Comments: 14 pages, 4 figures (+3 supplementary figures). Nature Astronomy, vol 5, pgs 1148-1152 (2021)

Спешу разочаровать: как открыли, так и закрыли. Сигнал, видимо, имеет таки земное происхождение. Тем не менее, попробуем понять, почему это все-таки в Nature Astronomy появилось.

В рамках проекта Breakthrough Listen проводится поиск сигналов искусственного происхождения (т.е. - SETI). В данном случае наблюдалась Проксима Центавра с помощью Парксовского телескопа. Это самый чувствительный поиск в направлении данной звезды.

В таких наблюдениях обнаруживается множество сигналов (миллионы), потому что в радио всегда что-то "шумит и щелкает" в эфире. Дальше - накладывается много фильтров. После такой обработки в данном случае выжил один сигнал, обозначенный BLC1 (Breakthrough Listen Candidate 1). Его анализу посвящена отдельная статья.

Интерес представляет тщательность и глубина поисков и анализа, которые отражают сложность задачи. Статьи позволяют это хорошо почувствовать тем, кто не соприкасался с подобными исследованиями раньше.

Основная часть технической работы по сигналу BLC1 описана в статье arxiv:2111.06350.

Обнаружение черной дыры с массой 100 000 солнечных в самом массивном шаровом скоплении галактики М31: ободранное приливами ядро (Detection of a ~100,000 solar mass black hole in M31's most massive globular cluster: A tidally stripped nucleus)
Authors: Renuka Pechetti et al.
Comments: 14 pages, 8 figures, Accepted for publication in the AAS Journals

Очередное заявление о том, что в массивном шаровом скоплении находится черная дыра. На этот раз речь о самом массивном скоплении Туманности Андромеды. Метод тоже хорошо известный. С помощью адаптивной оптики определены скорости движения звезд скопления. Полученные значения указывают на присутствие массивной центральной конденсации. Параметры ее таковы, что это может быть только черная дыра с массой около 100 тысяч масс Солнца.

Хотя результат выглядит весьма надежно, не могу не отметить, что в других случаях аналогичные данные впоследствие вызывали вопросы.

Важным выводом авторов является также следующее. Параметры скопления указывают на то, что это, вероятнее всего, ободранная центральная часть галактики, поглощенной М31. В таком случае наличие сверхмассивной черной дыры выглядит вполне естественно.

Кандидат в события приливного разрушения AT2019fdr, совпадающий со всплеском нейтрино высокой энергии (The candidate tidal disruption event AT2019fdr coincident with a high-energy neutrino)
Authors: Simeon Reusch et al.
Comments: 20 pages, 6 figures, 6 tables

В третий раз выявлен астрофизический кандидат для объяснения нейтрино сверхвысоких энергий (их регистрирует установка IceCube). И во второй раз это событие приливного разрушения.

Сам транзиент снова отрыли на ZTF. Затем источник отнаблюдали еще с помощью ряда инструментов, покрывающих весь спектр. В частности, удалось увидеть сигнал в ИК с помощью WISE, и слабенький рентгеновский источник с помощью eROSITA.

В сопутствующей статье arxiv:2111.09391 дается объяснение тому, почему именно эти два события приливного разрыва звезд сверхмассивными черными дырами дали нейтрино. По мнению авторов это связано с высоким (сверхэддингтоновским) темпом аккреции.

Источник быстрых радиовсплесков в замагниченной среде в галактике с перемычкой (A fast radio burst source at a complex magnetised site in a barred galaxy)
Authors: H. Xu et al.
Comments: 41 pages, 11 figures

В статье представлены наблюдения источника повторных радиовсплесков FRB 20201124A на телескопе FAST. Собрана огромная статистика: почти две тысячи событий. Это и само по себе рекорд, и интересно. Но, кроме всего прочего, источник демонстрирует ряд любопытных свойств. В частности, у него не только сильная поляризация (и линейная, и круговая), но у него еще меняется мера вращения, что указывает на сложно устроенную замагниченную среду вокруг источника.

Источник расположен в галактике с перемычкой на z~0.1. При этом он не находится в области бурного звездообразования. Это тоже любопытно, поскольку не похоже на местоположение FRB121102 - первого и ранее самого "буйного" источника повторных всплесков.

Одиночный белый карлик с 70-секундным периодом вращения (An Isolated White Dwarf with a 70 second Spin Period)
Authors: Mukremin Kilic et al.
Comments: 8 pages, ApJ Letters, in press

Собственно - рекорд. Массивный белый карлик SDSS J221141.80+113604.4 имеет магнитное поле 15 мегагаусс и массу 1.27 солнечной. И рекордно короткий период вращения. Предыдущие рекорды были в районе 5 минут. Вероятнее всего, карлик возник в результате слияния.

Упоминание интересных для широкой публики статей, появившиеся в разделе physics (включая cross-listing):

Взгляд на фейнмановский путь к гравитации (A look inside Feynman's route to gravitation)
Authors: Marco Di Mauro, Salvatore Esposito, Adele NaddeoComments: 13 pages, no figures. Based on the talk given by AN at the 16th Marcel Grossmann Conference, parallel session HR2 (History of Relativity, Gravitation and Cosmology).

История известная, но, возможно, для кого-то будет все равно интересно. Авторы обсуждают фейнмановский подход к анализу фундаментальных вопросов теории гравитации.

См. также arxiv:2111.00337 и arxiv:2111.00330 тех же авторов на близкие темы.

Может ли нерешительность быть смягчена свободным выбором между разными типами вакцин от КОВИД-19? (Can hesitancy be mitigated by free choice across COVID-19 vaccine types?)
Authors: Kristof Kutasi
Comments: 29 pages, 9 figures

В Венгрии, как известно, доступна куча разных вакцин. В отношении населения к ним велика роль политики. Авторы анализируют, как разнообразие предлагаемых вакцин влияет на отношение граждан. Ключевой вывод: если есть широкий выбор, то люди с большей вероятностью выберут хоть что-то.

Подобные исследования проводились и раньше по данным из Великобритании и Германии, но там не было такого выбора и такой политической подоплеки. В статье есть ссылки на более ранние исследования.

Состояние и перспективы физики нейтрино (Status and Perspectives of Neutrino Physics)
Authors: M. Sajjad Athar et al.
Comments: 227 pages; this review of the field of neutrino physics emerged from a report written by a panel on the request of IUPAP (International Union of Pure and Applied Physics). The mandate, the panel members and the report can be found on the web page of the panel at https://www.iupapneutrinopanel.org

По сути - книжка про нейтрино для тех, кто и так много про это все знает.

Авторы представляют большой обзор всех аспектов нейтринной физики, в который во-первых, включены всякие новости и дано актуальное состояние дел, а во-вторых, обсуждаются перспективы исследований в данной области.

Для начала можно прочесть краткое содержание, приведенное в конце (стр. 165-168). Ну а дальше - отдельные интересные вам главы и/или параграфы.

Полный архив обзоров