С одной стороны, Лайман-альфа лес - мощнейший иснструмент современной
космологии. С другой - про него мало знает широкая публика.
Это досадно, тем более, что идея-то очень простая.
Изучая спектры далеких галактик и квазаров, мы видим множество
спектральных линий, непринадлежащих данному внегалактическому объекты, а
набранные "по дороге". Луч света "просвечивает" Вселенную на своем пути, и
каждая галактика, облако водорода и т.д. оставляет свой след в спектре.
Особенно четко видны линии Лайман-альфа. Это мощная водородная линия.
Водорода много, а потому именно этот "отпечаток" оказывается наиболее
заметным. Т.о., получив один хороший спектр далекого объекта, вы получаете
информацию о распределении вещества на луче зрения (конечно же, можно
определить красное смещение каждой "попутной" линии в спектре).
В этой короткой заметке автор обсуждает два возможных применения
Лайман-альфа леса в космологии. Первое связано с поведением барионов на
красных смещения больше единицы. Второе - с ультрафиолетовым фоном, который
связан с источниками на больших красных смещениях.
Однако, будучи самой сильной, Лайман-альфа не является единственной линией.
О Лайман-бета см. статью astro-ph/0305498 ниже.
astro-ph/0305475
Оценка эффекта "Бычьего Глаза"
(Quantifying the Bull's Eye Effect)
Authors: B.C.Thomas, A.L.Melott, H.A.Feldman, S.F.Shandarin
Comments: 21 pages, 5 figures, 3 tables; submitted to ApJ
В этой статье рассматривается и количественно оценивается, с помощью
численного моделирования методом N-тел, наблюдающийся вклад двух
эффектов с очень поэтическими названиями "Пальцы Бога" (Fingers of God)
и "эффект Бычьего Глаза" (Bull's Eye Effect). Оба этих эффекта связаны
с отклонениями движений отдельных объектов (галактик) от закона Хаббла.
Эти отклонения связаны с тем, что кроме участия в общем Хаббловском
расширении имеют собственные пекулярные скорости (относительно движения
Хаббловского потока в среднем).
Первый эффект связан с движениями галактик в компактных стационарных
скоплениях. Вириальные скорости объектов там достигают тысяч километров
в секунду, половина галактик движется к нам (их красное смещение z
уменьшается), вторая половина - от наc (z становится больше). Тогда при
построении трехмерного распределения объектов, когда расстояние
вычисляется через лучевую скорость (красное смещение) по закону Хаббла,
в направлении вириализованных скоплений мы увидим вытянутые вдоль луча
зрения "сигары" - "'Пальцы Бога' со всех сторон указывающие на нас".
Второй эффект ("эффект Бычьего Глаза") работает на больших масштабах и
действует в противоположную сторону (т.е. не растягивает, а сжимает
распределение объектов по z). Он действует в более крупных структурах
(скоплениях и сверх скоплениях), которые не достигли стационарного
состояния и все еще продолжают коллапсировать. В этом случае объекты
расположенные на ближней к нас стороне такого объекта удаляются от нас
в среднем быстрее, чем по закону Хаббла, а на дальней стороне - в
среднем медленнее. В итоге такой объект по красному смещению занимает
меньший интервал, чем соответствующий его геометрическим размерам. К
сожалению, происхождение названия этого эффекта не понятно.
Иллюстрация возникновения эффектов "Пальцев Бога" и "Бычьего Глаза".
astro-ph/0305480
Структура и эволюция галактик типа M51
(The structure and evolution of M51-type galaxies)
Authors: V.P.Reshetnikov, S.A.Klimanov (AI SPbSU, Russia)
Comments: 8 pages, 4 figures, to be published in Astronomy Letters
Journal-ref: Astron. Lett, v.29, p.429, 2003; Pis'ma v Astron. Zh., v.29,
p.488, 2003
Если Вы интересуетесь астрономией, вам наверняка попадалось изображение
галактики M51 - круглая, повернутая к нам плашмя галактика с четко
видимыми спиралями. Один из рукавов тянется к небольшой
галактике-спутнику. Наличие у галактик типа M51 спутника, движение
которого можно измерить, позволяет определить
распределение массы не только внутри диска галактики, но и снаружи, до места
расположения спутника.
Галактика M51 - остальные галактики этого типа выглядят похожим
образом
(cм. также).
В данной работе было исследовано 20 галактик типа M51. Сравнение массы
галактики, измеренной по движению спутника, и массы, полученной
подсчетом всех светящихся звезд, показывает наличие умеренного
количества темной материи. Целый ряд зависимостей для этих галактик
выглядит иначе, чем для одиночных. Причиной данного эффекта, возможно,
является усиленное звездообразование в основной галактике пары,
вызываемое приливным воздействием спутника.
В южном и северном глубоких полях Хаббловского телескопа найдены семь
далеких кандидатов в галактики класса M51. Такое небольшое их
количество указывает на рост числа галактик данного типа с уменьшением
красного смещения. Такое распределение галактик указывает, что
существенная их часть могла формироваться путем захвата маломассивного
спутника.
astro-ph/0305492
Первая версия Слоановского цифрового обзора неба
(The First Data Release of the Sloan Digital Sky Survey)
Authors: The SDSS collaboration (Kevork Abazajian et al.)
Comments: 16 pages. Submitted to The Astronomical Journal.
Появилась первая общедоступная версия одного из самых грандиозных
астрофизических обзоров! (Хочется поставить восклицательный знак после
каждого слова.)
В эту первую версию вошли данные обзора 2099 квадратных градусов неба
(это еще очень мало по сравнению с полной площадью неба - примерно
44 000 кв. градусов) в пяти фильтрах (u, g, r, i, z). В них
содержатся изображения и спектры 186,240 объектов (квазаров, галактик и
звезды), а также фоновые площадки для калибровок. Получены изображения
объектов до 22.6 величины (в фильтре r) с
точностью фотометрии порядка двух процентов и
точностью координат порядка одной десятой угловой секунды.
Спектры объектов получены в интервале
3800-9200 ангстрем.
Дополнительные сведения можно найти в статье или на сайте
http://www.sdss.org/dr1.
Области неба, данные о которых уже опубликованы
astro-ph/0305498
За Лайман-альфа: ограничения и проверки согласованности с помощью
Лайман-бета леса
(Beyond Lyman-alpha: Constraints and Consistency Tests from the
Lyman-beta Forest)
Authors: Mark Dijkstra, Adam Lidz, Lam Hui
Comments: 7 pages, 4 figures, submitted to ApJ
Линия Лайман-бета имеет меньшую длину волны, чем Лайман-альфа.
А потому в наблюдаемых спектрах она соответствует объектам на бОльших
красных смещениях. Кроме того, из-за бОльшего сечения взаимодействия
Лайман-альфа с больших красных смещений просто "замывается", так что
и с этой точки зрения Лайман-бета дает лучшую информацию о межгалактической
среде на больших z.
В статье авторы обсуждают, как можно использовать
этот простой факт для получения информации о распределении вещества во
Вселенной. Одним из важных пунктов является независимая проверка
предсказаний, сделанных на основе моделей Лайман-альфа леса, по
наблюдениям Лайман-бета.
astro-ph/0305500
Устойчивость орбит планет земного типа в благоприятных для жизни зонах
известных планетных систем
(The Stability of the Orbits of Earth-mass Planets in and near the
Habitable Zones of Known Exoplanetary Systems)
Authors: Barrie W Jones, David R Underwood, P Nick Sleep
Comments: 6 pages, 2 Figures, Heidelberg Conference titled "The Search
for
Other Earths"
Сейчас известно уже около 100 планетных систем.
Но все это планеты-гиганты. Стоит ли искать планеты земного типа именно в
этих системах? Находятся ли такие планеты в условиях, когда в принципе
возможна жизнь земного типа?
Авторы статьи рассчитали устойчивость орбит типа Земли для девяти известных
систем и показали, что в большинстве случаев они являются устойчивыми для
расстояний, соответствующих благоприятным для жизни условиям.
Экстраполяция на все 93 системы вокруг звезд главной последовательности,
известные на данный момент,
дает такой результат: примерно в трети случаев можно ожидать наличие
устойчивых орбит в "обитабельных" зонах.
О будущих поисках планет земного типа с помощью коронографов см. небольшой
(8 страниц) обзор
"Terrestrial Planet Finding with a Visible Light Coronagraph".
astro-ph/0305510
Переменный джет пульсара в Парусах
(The Variable Jet of the Vela Pulsar)
Authors: G. G. Pavlov, M. A. Teter, O. Kargaltsev, D. Sanwal
Comments: 13 pages, including 10 figures and 2 tables, accepted for
publication
in ApJ. The Vela Pulsar Jet movie and full resolution images are avaliable
at
http://www.astro.psu.edu/users/pavlov/vela_jet_movie.html
Можно ничего не писать - посмотрите
мультфильм.
Пульсар в Парусах (Vela) это молодая нейтронная звезда - возраст около 10000
лет. Как и у Краба, у Велы видят джет. Причем джет ведет себя, как хвостик
у игривого щенка, как говорит молодежь - колбасит.
Благодаря новой технике (Чандра, Хаббл и все-все-все) стало возможным очень
детальное изучение пульсарных туманностей. И здесь ученых ждало несколько
сюрпризов, например
тор у Краба и вот "вихляющий" джет у Велы.
Просматривая мультфильм обратите внимание на летящие сгустки...
(иначе, как писал Козьма, все это будет пустым занятием).
О поисках туманности в опитическом диапазоне см. отдельную статью
"Search for the Optical Counterpart of the Vela Pulsar X-ray Nebula"
(краткий вывод: туманность в оптике не обнаружена).
обзор
astro-ph/0305512
Взаимодействия и слияния галактик скоплений
(Interactions and Mergers of Cluster Galaxies)
Authors: Chris Mihos
Comments: Invited review for Clusters of Galaxies: Probes of
Cosmological
Structure and Galaxy Evolution, Carnegie Observatories Symposium III. 17
pages, 6 figures
По самым разным причинам в последние годы активно изучается взаимодействие
галактик в скоплениях. Во-первых данные новых рентгеновских обсерваторий
позволяют узнать много нового о таких процесса (здесь далеко
непоследнюю роль играют российские ученые, см. например, статью об
Алексее Вихлинине в пятом номере журнала
"Что нового в науке и технике").
Во-вторых, взаимодействия должны приводить к повышенному темпу
звездообразования, а все, что связано с формированием звезд, является сейчас
очень "горячей тематикой". В-третьих, все эти процессы научились достаточно
хорошо моделировать.
В обзоре автор рассматривает многие аспекты, связанные со взаимодействием
галактик, входящих в скопления.
Обзор феноменологичский - почти без формул - а потому разобраться будет
несложно. Разумеется, есть хороший список литературы.
обзор
astro-ph/0305513
Производство элементов в звездах промежуточных масс
(Element Yields of Intermediate-Mass Stars)
Authors: R.B.C. Henry
Comments: 16 pages, including 8 figures. Invited review to appear in
Carnegie
Observatories Astrophysics Series, Vol. 4: Origin and Evolution of the
Elements, ed. A. McWilliam and M. Rauch (Cambridge: Cambridge University
Press)
Один из самых важных разделов астрофизики - нуклеосинтез.
В конце концов фактически все, из чего мы состоим, побывало в звездах.
Разные звезды по-разному эволюционируют, и, соответственно, дают разный
вклад в производство разных элементов.
Звезды промежуточных масс - примерно от одной до десяти масс Солнца -
дают основной вклад в производство азота-14. Все эти проблемы завязаны на
эволюцию звезд с учетом потери массы, вращения и т.п. Это и обсуждается
автором обзора.
astro-ph/0305519
Миграция транс-нептуновых объектов к планетам земной группы
(Migration of Trans-Neptunian Objects to the Terrestrial Planets)
Authors: S. I. Ipatov and J. C. Mather
Comments: International workshop "First Decadal Review of the
Edgeworth-Kuiper Belt - Towards New Frontiers"
Проблема имеет вполне насущную важность - транс-нептуновые объекты пояса
Койпера - самый большой резервуар астероидов и комет в Солнечной
системе. Миграция даже малой их части к планетам земной группы может
иметь существенную астероидную опасность. Подобной миграции в первую
очередь подвержены объекты на эллиптических орбитах, перигелии который
близки к орбите Юпитера. Моделирование 13000 подобных объектов
показало, что примерно 0.1% из них будут пересекать орбиту
Земли.
astro-ph/0305522
Поиск экзопланет с помощью оптического коронографа
(Terrestrial Planet Finding with a Visible Light Coronagraph)
Authors: M. J. Kuchner and D. N. Spergel
Comments: 8 pages, 1 figure
Внезатменные коронографы - телескопы предназначенные для наблюдения
слабой солнечной короны рядом с гораздо более ярким Солнцем. Все в их
конструкции посвящено решению двух задач: уменьшению паразитного
рассеяния света и возможности регистрации изображений с огромными
перепадами яркости. Легко видеть, что это те же самые требования,
которые возникают при попытке обнаружить планету у другой звезды по
отраженному ею свету. В данной статье в теоретическом ключе
рассматривается вопрос о применимости коронографической техники для
обнаружения экзопланет из космоса и о необходимых для этого изменениях
в аппаратуре.
astro-ph/0305523
Взрыв Калуцы-Клейна - новый механизм генерации космических лучей
сверхвысоких энергий
(Kaluza-Klein Burst: a New Mechanism for Generating Ultrahigh-Energy
Cosmic Rays)
Authors: Je-An Gu
Comments: 12 pages, 2 figures, LaTeX
Согласно теории Калуцы-Клейна наше пространство-время кроме четырех
известных измерений имеет еще одно (по крайней мере) замкнутое
измерение, радиус которого много меньше обычных бытовых масштабов, но
много больше планковского. Частицы получают возможность двигаться в
новом направлении, но для этого они должны обладать большой энергией -
де-Броелевская длина волны должна целое число раз уложиться по
окружности замкнутого измерения. В результате любая частица (в том
числе маломассивная или безмассовая) порождает так называемую "башню
Калуцы-Клейна" - семейство частиц, соответствующих разным уровням
возбуждения по замкнутому измерению. Все частицы "башни" кроме первой -
очень тяжелые. Возникновение "башни" - чисто геометрический эффект - он
действует на любые частицы не зависимо от их свойств.
Отобрать энергию у тяжелых частиц "башни" можно, например, столкнув две
такие частицы. В результате такого столкновения возникают две частицы
космических лучей со сверхвысокой энергией. Равномерное распределение
КК-частиц в пространстве делает их столкновения крайне редкими, однако
если они сконцентрированы в компактных объектах (звездах,
релятивистских звездах, MACHO и т.д.) или образуют собственные
скопления (связанные состояния KK-частиц), то рассматриваемый механизм
генерации высокоэнергичных частиц становится более реальным.
обзор
astro-ph/0305528
Инфляция и миры бран (Inflation and Braneworlds)
Authors: James E. Lidsey
Comments: 24 pages, 2 figures
Всего несколько лет назад космологи стояли перед неприятной дилеммой -
бранные модели, очень притягательные по целому ряду теоретических
соображений, не позволяли воспроизвести стадию инфляционного
расширения, необходимость которой вытекала из наблюдений. Потом были
найдены модели в которых инфляция возникает. Одна из них - модель бран
Рэндалл-Сандрам типа II (Randall-Sundrum type II braneworld) -
которой и посвящен данный обзор.
каталог
astro-ph/0305535
Гамбургский каталог оптической идентификации ярких объектов ROSAT
(The Hamburg/RASS Catalogue of optical identifications. Northern
high-galactic latitude ROSAT Bright Source Catalogue X-ray sources)
Authors: F.-J. Zickgraf, D. Engels, H.-J. Hagen, D. Reimers, W. Voges
Comments: 20 pages, 23 figures, accepted for publication in Astronomy &
Astrophysics
Сравнение того, как какой-то источник выглядит в разных диапазонах (в
нашем примере - в рентгене и в оптике) - основа интерпретации
наблюдений в сегодняшней астрофизике. И данный каталог - большое тому
подспорье. В каталоге представлен 5341 отождествленный яркий источник из
каталога рентгеновской космической обсерватории ROSAT на северном небе.
42% источников -
активные ядра галактик, 31% - звезды и двойные системы, 4% - галактики,
5% - скопления галактик.
astro-ph/0305536
Массы и наклоны орбит планет в системе пульсара PSR B1257+12
(Masses and orbital inclinations of planets in the PSR B1257+12 system)
Authors: Maciej Konacki and Alex Wolszczan
Comments: 2 figures, to appear in ApJL
У миллисекундного пульсара PSR B1257+12 с периодом 6.2 мс две
планеты. Если принять, что масса пульсара равна 1.4Mo
(стандартная масса нейтронной звезды), то массы планет составляют
4.3+/-0.2M3 и 3.9+/-0.2M3, соответственно
(M3 - масса Земли). Наклоны орбит к лучу зрения
53.4o и 47.3o, т.е. их орбиты практически
компланарны. Поскольку планеты обращаются вокруг пульсара в резонансе
3:2, то это подтверждает гипотезу об их возникновении из диска вокруг
пульсара.
обзор
astro-ph/0305542
Результаты DAMA
(DAMA results)
Authors: R. Bernabei et al.
Comments: 21 pages, Contributed paper to X International Workshop on
"Neutrino
Telescopes", Venice 2003, ROM2F/2003/9
DAMA
- подземная обсерватория в Gran Sasso (Италия).
Она включает в себя несколько детекторов, которые в частности призваны
зарегистрировать частицы темной материи.
Дается обзор всех экспериментов обсерватории.
Описываются полученные на данный момент результаты (включая спорное
обнаружение годичной модуляции, что было интерпретировано как открытие
темной материи в лаборатории!).
Обсуждаются дальнейшие планы.
обзор
astro-ph/0305555
Нуклеосинтез легких элементов и тяжелых элементов r-процессов
через нейтринные процессы во вспышках Сверхновых
(Nucleosynthesis of Light Elements and Heavy r-Process Elements through
the nu-Process in Supernova Explosion)
Authors: T. Yoshida, M. Terasawa, T. Kajino, K. Sumiyoshi
Comments: 26 pages, 4 figures, submitted to ApJ
Общеизвестный факт, первичный нуклеосинтез (на очень ранних
космологических стадиях) заполнил Вселенную водородом и гелием. Более
тяжелые элементы, вплоть до "железного пика" (Fe, Ni и Co), возникли
при термоядерных реакциях внутри звезд, а еще более тяжелые - при
вспышках Сверхновых. Это утверждение верно в среднем. Например, в
Сверхновых образуются как тяжелые, так и легкие элементы. Кроме того во
время вспышек Сверхновых идут ядерные реакции с участием нейтрино - так
называемый "нейтринный катализ". (Для их протекания требуется
сверхмощный источник нейтрино, которым и является Сверхновая, в другое
время такие реакции малоэффективны.) Вот примерная проблематика,
которой посвящен данный обзор.
astro-ph/0305562
Космология сверху вниз
(Cosmology from the Top Down)
Authors: Stephen Hawking
Comments: 5 apges, PDF only,
Talk presented at Davis Inflation Meeting, 2003
(astro-ph/0304225)
Короткий доклад Стивена Хокинга, посвященный разным подходам к изучению
Вселенной. Стандартные подходы (инфляция, т.н. "pre-big-bang" etc.)
Хокинг называет "bottom up" - снизу вверх.
История Вселенной рассматривается от некоторого начального состояния до
наших дней, и проблема сводится в заданию таких начальных условий, чтобы
получить то, что мы видим (и что существовало бы и без нас).
Этому он противопоставляет подход "сверху вниз" ("top down").
Подход Хокинга основан на утверждении, что "рождение Вселенной"
(чтобы под этим не подразумевалось) было квантовым событием,
а значит у Вселенной нет одной истории. С некоторой вероятностью
(амплитудой) все возможно. Поэтому для описания эволюции Вселенной следует
использовать фейнмановский интеграл по траекториям (в некотором смысле это
тесно связано с одним из вариантов мультиверсов).
Т.е. надо брать современное состояние и идти назад, смотреть, что могло
вносить вклад в то, что мы видим. Кроме того, Хокинг надеется, что такой
подход позволит вообще уйти от вопроса о начальных условиях, т.к. их вклад в
наблюдаемую картину будет просто несущественным.
Повторимся, это лишь пятистраничный доклад без формул, без ссылок и т.д.
Не будучи непосредственно профессионально вовлеченными в эту деятельность,
мы затрудняемся дать более обширный (критический?) комментарий.
Надеемся, что в недалеком будущем сможем написать об этом подробнее...
каталог
astro-ph/0305566
Пересмотренная версия каталога "плоских" галактик
(The Revised Flat Galaxy Catalogue)
Authors: I.D. Karachentsev, V.E. Karachentseva, Yu.N. Kudrya, M.E. Sharina and
S.L. Parnovsky
Comments: Bulletin SAO (Russian AS), No.47, 5-185, 1999
Под "плоскими" галактиками, упомянутыми в заголовке, подразумеваются
тонкие спиральные галактики видимые с ребра. Опубликована
пересмотренная и дополненная версия каталога галактик видимых с ребра.
Он включает в себя 4236 галактик, распределенных по всему небу. Полную
версию данной статьи и каталога модно получить на сайте САО, а только
каталог -
в Страсбургском
центре данных.