Астрофизические лаборатории для исследования Вселенной М. Ревнивцев М. Ревнивцев Институт Космических Исследований РАН Институт Космических Исследований РАН

+ Во Вселенной существуют сверхбольшие/сверхмалые температуры, плотности, давления, магнитные поля…. - Безконтактные методы исследования, нет влияния на постановку эксперимента + безопасно

Бесконтактые методы – не экзотика

Бесконтактые методы – не экзотика

Бесконтактые методы – не экзотика O2O2 HNaFe H Cпектр Солнца Ca

Измерения масс небесных тел расстояние + период обращения Масса центрального тела

Измерения масс небесных тел расстояние + период обращения Масса центрального тела

Сверхмассивная черная дыра в нашей Галактике: Стрелец A* G(M+m)=a 3 (2pi) 2 /P 2 Черные дыры

Непосредственное измерение траекторий звезд вокруг Sgr A* Внутри размера ~солнечной системы ~3 миллиона Солнечных масс Телескоп VLT (8 м) Телескоп Keck (10 м)

NGC 4268 Измерение скоростей в диске по мазерам

Проверка общей теории относительности Эксперимент Паунда и Ребки

Тесты в Солнечной системе Орбита Меркурия Отклонение света расчет = 1.75 угол.секунд

Задержка прихода пульса за счет ГВ предсказание теории наблюдения Гравитационные волны

R-отношение масс (орбиты) W-прецессия орбиты Pb-торможение за счет ГВ r,s – задержка сигнала времени вблизи одной НЗ y- грав.замедление времени Лучший случай - PSR J Две нейтронные звезды

Можно ли обнаружить черные дыры?

Основной механизм выделения энергии – аккреция на компактный объект Простейший пример аккреции Здесь потенциальная энергия гравитационного поля переводится в кинетическую энергию воды

А уж перевод кинетической энергии в тепло – самое привычное дело: 1) нагрев тормозных колодок, 2) покрышек, дороги…

Движение вещества (нагрев) Релятивистскаязвезда звезда- Компаньон (5000 K) 100 млн. K!

МИР-КВАНТ ( ) ГРАНАТ ( ) Такие системы открывались и на советских/российских аппаратах

ИНТЕГРАЛ (ЕКА/РКА) ( ) Действующая обсерватория, созданная с участием Российского Космического Агенства

Черные дыры и нейтронные звезды в нашей Галактике по результатам обзора обсерватории ИНТЕГРАЛ GRS E

Распределение звезд

Белый карлик: плотность ~тонны/см 3 Нейтронная звезда: плотность сотни миллионов тонн/см 3 ! Сверхвысокие плотности Как ведет себя материя при таких плотностях?

Белые карлики – самые большие алмазы во Вселенной (внутренняя часть часто – уголерод)

Сириус В Форма линий -> сила тяжести (давление) на поверхности (log g ~8.556) Положение линий -> гравитационное красное смещение (~20-80 км/сек) Белые карлики Плотность тонны/куб.см!

Пульсирующее излучение - маяк Только нейтронные звезды могут вращаться с такой скоростью! v~0.1c на поверхности! Сила тяжести ~100 миллиардов g ! (иначе –разрушение ) Нейтронные звезды (открыты 1967)

Измерение радиусов НЗ

-состояние материи при сверх ядерных плотностях

Первое испытание термоядерного устройства – 1951 г Термоядерное горение

Термоядерный взрыв на поверхности НЗ (рентгеновские барстеры)

терабомб (10 12 ) по 10 Мтонн TNT в секунду! За взрыв сгорает около массы Луны В Галактике известны системы в которых такие взрывы происходят каждые 3-4 часа! Проверка теорий термоядерного горения

Состояние вещества при сверх ядерных плотностях Кварковые звезды, основное состояние материи?

Вид скоплений в разных диапазонах энергий Темная материя Скорости движения галактик в связанных системах дают оценку массы скопления гораздо больше видимой массы

Свидетельства о темной материи из кривых вращения галактик Млечный Путь Туманность Андромеды

Линза – скопление галактик A2218 Основная масса – темная материя

Столкновения отделили темную материю от обычной

Темная материя 23% Обычная материя 4.6% Темная энергия 72%

Скорость роста структур – измерение параметров Вселенной

Множество галактик. Обзор неба SDSS

Свидетельства существования темной энергии из подсчета скоплений галактик Проект ФКП Спектр-РГ

Заключение: 1. 1) Вселенная – бесконечный набор 2. физических лабораторий 3. 2) Астрофизические исследования 4. дают нам знания о процессах, которые 5. нельзя (пока) наблюдать на Земле 6. 3) Знания о Вселенной рано или поздно 7. можно будет обернуть на пользу 8. человечеству