Выпуск 341. 01-30 сентября 2016

обзор arxiv:1609.00915 Основы небесной механики (Basic Celestial Mechanics)
Authors: Sergei A. Klioner
Comments: 86 pages, lecture notes on elementary celestial mechanics read at Technische Universitaet Dresden, Dresden

Конспект лекций по небесной механике. Иногда (как в последней главе) - слишком конспект.


Выпуск 336. 01-30 апреля 2016

arxiv:1604.06241 Динамическое влияние девятой планеты: моделирование с помощью N - тел (Dynamical impact of the Planet Nine scenario: N-body experiments)
Authors: C. de la Fuente Marcos, R. de la Fuente Marcos, S. J. Aarseth
Comments: 5 pages, 5 figures, 1 table. Accepted for publication in MNRAS: Letters

Новые расчеты поведения орбит транснептуновых карликовых планет под влиянием гипотетической девятой планеты. Возникают проблемы с устойчивостью некоторых орбит, и авторы пытаются подобрать параметры так, чтобы объекты не разлетались в разные стороны.


Выпуск 335. 01-31 марта 2016

arxiv:1603.05712 Наблюдательные ограничения на орбиту и положение Планеты Девять во внешней Солнечной системе (Observational constraints on the orbit and location of Planet Nine in the outer solar system)
Authors: Michael E. Brown, Konstantin Batygin
Comments: 9 pages

Наконец-то появилась в Архиве новая статья о многообсуждаемом "открытии" девятой планеты.

Обсуждение этой темы началось более 10 лет назад, когда была открыта Седна и получены параметры ее орбиты. На протяжении последних нескольких лет появилось еще несколько объектов с "выстроенными" орбитами, значит, может существовать что-то, что их "выстраивает". Этим нечто может быть массивная планета (типа сверхземли, несколко похожая на таких ледяных гигантов как Уран и Нептун) на расстоянии порядка 200-300 а.е или больше (орбита может быть сильно вытянутой).

В январе этого года появилась статья Брауна и Батыгина ( 1601.05438), где были представлены детальные расчеты. Именно эти результаты получили большой резонанс в СМИ. И вот - новая работа тех же авторов.

В статье приведены результаты нового моделирования, где рассматривались разные варианты наклонения орбиты девятой планеты к плоскости эклиптики. Показано, что орбита планеты должна быть наклонена под углом от 22 до 40 градусов. Это важно для понимания того, где искать. Т.к. источник должен быть очень слабым, т.е. нужен крупный телескоп, а они не могут быстро осматривать большие области неба.

Авторы показывают, что современные данные уже позволяют исключить две трети потенциальной орбиты планеты. Но для того, чтобы проверить всю орбиту понадобятся новые наблюдения на более мощных инструментах. Кроме того, разумеется, такие выводы делаются в рамках определенных предположений о том, как планета отражает свет, какие у нее масса и радиус. Так что все равно лучше говорить о верхних пределах на параметры.

См. также arxiv:1603.06520, где поисками планеты девять занимается другая группа, также с помощью численного моделирования.

Модели формирования девятой планеты рассмотрены в arxiv:1603.08008 и arxiv:1603.08010

. Вообще же, вопрос о сверхземлях в Солнечной системе изучается в arxiv:1603.08145.

Астрометрические ограничения на существование "планеты девять" приводятся в arxiv:1603.09008.

Выпуск 333. 01-31 января 2016

обзор arxiv:1601.07175 Эффект Козаи-Лидова и его приложения (The Eccentric Kozai-Lidov Effect and Its Applications)
Authors: Smadar Naoz
Comments: 60 pages 25 figures, to appear in Annual Review of Astronomy and Astrophysics

Эффект Козаи-Лидова, изначально рассчитанный для спутников планет-гигантов в СОлнечной системе, и астероидов, сейчас нашел широчайшее поле применения в экзопланетных системах. Есть много случаев, где динамика планетных орбит определяется именно им. НАпример, если речь идет о планетах на полярных или ретроградных орбитах.

В обзоре детальнейшим образом разбирается саам эффект и разнообразные случаи его реализации в природе (не только в случае экзопланет!).


Выпуск 329. 01-30 сентября 2015

arxiv:1509.05397 Мог ли Юпитер или Сатурн выбросить пятую гигансткую планету? (Could Jupiter or Saturn Have Ejected a Fifth Giant Planet?)
Authors: Ryan Cloutier, Daniel Tamayo, Diana Valencia
Comments: 12 pages, 10 figures, 2 tables. Accepted for publication in The Astrophysical Journal

Многие модели успено объясняют динамику образования Солнечной системы при наличии еще одной планеты. Это должен быть ледяной гигант с массой примерно как у Урана. А коли мы его не видим, то его должна была выкинать какая-то массивная планета: Юпитер или Сатурн. В принципе, в этом нет ничего невозможного. Но важно учесть, что у Юпитера и Сатурна есть система спутников. В том числе есть далекие спутники на достаточно невозмущенных орбитах. В случае Юпитера важно смотреть на Каллисто, а в случае Сатурна - на Япет. Именно это и делают авторы работы. Они детально исследуюи проблему, и показывают, что наврядли пятого гиганта выкинул Сатурн. А вот Юпитер - вполне мог. Вероятность того, что был выброс планеты, но при этом орбита Каллипсо соответствует современной, составляет 42%. Это много (хотя авторы и предупреждают, что не надо уж прям очень серьезно относиться к абсолютному значению вероятности), и авторы полагают, что это поддерживает идею о пятом гиганте в молодой Солнечной системе.


Выпуск 328. 01-31 августа 2015

обзор arxiv:1508.02312 Задача трех тел (The three-body problem)
Authors: Z. E. Musielak, B. Quarles
Comments: 68 pages, Reports on Progress in Physics, Volume 77, Issue 6, article id. 065901 (2014)

Большой обзор по задаче трех тел. Хотя бы мельком затронуты, наверное, все связанные с этой темой вопросы.

Начинается все с истории. Затем излагается общая теория. После чего авторы переходят к конкретным примерам и приложениям. Затрагивается даже проблема трех тел в ОТО (но совсем мельком).

Много ссылок: из 68 страниц собственно текст с картинками занимает менее 50.

Наверное, очень многим будет полезно.


arxiv:1508.04518 Высокостабильная эволюция земной орбиты в будущем несмотря на хаотическое поведение Солнечной системы (Highly stable evolution of Earth's future orbit despite chaotic behavior of the Solar System)
Authors: Richard E. Zeebe
Comments: 16 pages, Accepted in The Astrophysical Journal, 2015

Хорошая новость: несмотря на хаотическое поведение в Солнечной системе земная орбита будет стабильна.

Автор провел численное моделирование на масштабе нескольких миллиардов лет. Печальная судьба ждет только Меркурий, который приобрете еще больший эксцентриситет, и в результате или столкнется с Венерой, или упадет на Солнце.

А у нас все будет хорошо.


Выпуск 323. 01-31 марта 2015

обзор arxiv:1503.04804 Что такое балджи и откуда они берутся? (Boxy/peanut/X bulges, barlenses and the thick part of galactic bars: What are they and how did they form?)
Authors: E. Athanassoula
Comments: 21 pages, 7 figures, invited review to appear in "Galactic Bulges", E. Laurikainen, R. Peletier, D. Gadotti, (eds.), Springer

Балдж - важная составляющая почти любой крупной галактики. Они бывают самые разные по форме. Сейчас существует некий стандартный подход к описанию их формирования. Наблюдений много, а численное моделирование неплохо воспроизводит наблюдаемое. Именно обозревание этого и является предметом статьи. Про другие свойства и особенностей балджей - в других статьях того же сборника.

Выпуск 315. 01-31 июля 2014

обзор arxiv:1407.5062 Спиральная структура дисковых галактик (Dawes Review 4: Spiral Structures in Disc Galaxies)
Authors: Clare Dobbs, Junichi Baba
Comments: 44 pages, 20 pages, review article accepted for publication in PASA

Это большой обзор из серии, посвященной ученому энциклопедического кругозора, работавшему в 18-19 вв., Вильяму Доусу. Данный посвящен спиральной структуре галактик.

Все любят фотографии спиральных галактик. Как образуется такая красота? По-разному. Есть много типов спиралей с разной природой и поведением. Более того, разные типы спиралей могут сосуществовать. Обзор в деталях все это описывает. Ближе к концу автору особое внимание начинают уделять современному численному моделированию спиралей разных типов.


arxiv:1407.3162 Конспект лекций по гидродинамике: от основ к проблеме тысячелетия (Lecture notes in fluid mechanics: From basics to the millennium problem)
Authors: Laurent Schoeffel
Comments: 66 pages

Конспет лекций по гидродинамике (с упражнениями и тп.). Сам автор советует читать Ландафшица.

Динамика, механика и т.п.

Выпуск 307. 19 октября - 30 ноября 2013

обзор arxiv:1311.6816 Динамическая эволюция планетных систем на большом масштабе времени (The Long-Term Dynamical Evolution of Planetary Systems)
Authors: Melvyn B. Davies et al.
Comments: 23 pages, 10 figures. Refereed review chapter, accepted for publication in Protostars & Planets VI, University of Arizona Press (2014), eds. H.Beuther, C.Dullemond, Th.Henning, R. Klessen

Рассмотрена эволюция планетных систем с точки зрения взаимодействия планет друг с другом, с диском, а также с компаньонами в кратных системах. Обзор очень доступный. Много ссылок, достаточно картинок, немного формул, среди которых совсем нет заумных. Т.е., на хорошем качественном уровне (с отсылками к деталям в оригинальных исследованиях) показано, как формируется архитектура систем планет, в том числе и нашей.


Выпуск 305. 01-30 сентября 2013

обзор arxiv:1309.2794 Динамика для галактической археологии (Dynamics for Galactic Archaeology)
Authors: James Binney
Comments: 71 pages to appear in New Astron. Rev. (2013)

Обзор посвящен галактической динамике. Обсуждается поведение различных компонент и составляющих их объектов. Рассматриваются программы космологического моделирования, которые доводятся до формирования и эволюции отдельных галактик.

См. также arxiv:1309.2629, где обсуждаются различные измерения расстояния до центра Галактики и приводятся новые результаты.


Выпуск 292. 01-17 декабря 2012

arxiv:1212.1246 Образование самых широких двойных в результате динамического развертывания тройных систем (Formation of the Widest Binaries from Dynamical Unfolding of Triple Systems)
Authors: Bo Reipurth, Seppo Mikkola
Comments: Published in Nature Dec 13, 2012

Авторы рассматривают образование систем типа альфа Центавра, где две звезды образуют тесную пару, а третья находится на очень широкой орбите. Методом численного моделирования авторы рассматривают эволюцию кратных систем в скоплениях. Показано, что, начав с тройной системы, динамическая эволюция приводит к образованию тесной пары и удаленного компаньона. Тесная пара может выглядеть как одиночная звезда, поэтому такие системы могут быть ошибочно классифицированы как очень широкие двойные, а не как тройные системы.

Новость в массовом СМИ, конечно же, должна называться: Да тройняшки мы, тройняшки".


Выпуск 280. 17-31 мая 2012

обзор arxiv:1205.5240 Звездная динамика и слияния с экстремальным отношением масс (Stellar dynamics and extreme-mass ratio inspirals)
Authors: Pau Amaro-Seoane
Comments: 160 pages, two columns. Invited review to Living Reviews in Relativity. Some parts profit from arXiv:astro-ph/0703495, although they have been significantly expanded and improved

Детально рассмотрена звездая динамика в самых центральных областях галактик в неосредственной близи от сверхмассивной черной дыры. Рассмотрен рост массы дыры за счет поглощения звезд, газа и компактных объектов. Начинается статья с обзора по активным ядрам галактик, что тоже довольно интересно описано.


Выпуск 274. 15-29 февраля 2012

arxiv:1202.3139 Великий исход II: Выброс экзопланет умирающими кратными звездными системами (The Great Escape II: Exoplanet Ejection from Dying Multiple Star Systems)
Authors: Dimitri Veras, Christopher A. Tout
Comments: 19 pages, 8 figures, accepted for publication in MNRAS

Последнее время все большее вримание привлекают несвязанные (или свободно летающие) планеты. В данной статье авторы рассматривают один из механизмов их появления. Они полагают, что в двойных сброс массы на поздних стадиях эволюции приводит к особенно эффективному выбрасыванию экзопланет из системы.


обзор arxiv:1202.3403 Динамика вековой эволюции (Dynamics of secular evolution)
Authors: James Binney
Comments: 43 pages. Lectures given at the XXIII Canary islands winter school of astrophysics, November 2011 To appear in "Secular Evolution of Galaxies" ed. J. Falcon-Barroso & J.H. Knapen

Рассмотрены некоторые фундаментальные аспекты динамической вековой эволюции галактик. Особо обсуждается появление хаотических траекторий.


Выпуск 272. 19-31 января 2012

arxiv:1201.6582 Экзопланеты, перемещающиеся между звездами двойных (Exoplanets Bouncing Between Binary Stars)
Authors: Nickolas Moeckel, Dimitri Veras
Comments: 11 pages, MNRAS in press

Авторы численно исследуют динамику планет в двойных системах с большими полуосями 250-1000 а.е. Моделируется процесс динамического взаимодействия планет в таких системах. В результате рассеяния планеты могут вылетать из системы, переходить от звезды к звезде или захватываться второй звездой.

Некоторые мультики с результатами моделирования можно псмотреть тут.

Выпуск 269. 01-19 декабря 2011

обзор arxiv:1112.1922 Приливы в сталкивающихся галактиках (Tides in colliding galaxies)
Authors: Pierre-Alain Duc, Florent Renaud
Comments: 46 pages, 13 figures, Review to be published in "Tidal effects in Astronomy and Astrophysics", Lecture Notes in Physics.

Взаимодействие галактик приводит к образованию замысловатых приливных структур. Им и посвящен обзор. За исключением одного раздела все объясняется и показывается на примерах - без формул. Представлено много наблюдательных данных.


arxiv:1112.3781 Популяция естественных спутников Земли (The population of natural Earth satellites)
Authors: Mikael Granvik, Jeremie Vaubaillon, Robert Jedicke
Comments: 63 pages, 29 figures. Accepted for publication in Icarus (December 13, 2011)

Авторы численно моделируют популяцию тел, вращающихся вокруг Земли. Речь идет не только о постоянных спутниках, но и о телах, захваченных лишь на короткое время (несколько оборотов).


Выпуск 267. 20-31 октября 2011

arxiv:1110.4103 Новый тип компактной звездной популяции: темные звездные скопления (A new type of compact stellar population: dark star clusters)
Authors: Sambaran Banerjee, Pavel Kroupa
Comments: 14 pages, 4 figures The Astrophysical Journal Letters, 741: L12, 2011

Авторы рассматривают с одной стороны известную задачу. Пусть есть звездное скопление. Внешние части будут частично разлетаться, а центр будут "оседатЬ" объекты типа черных дыр. Но они добавляют новый элемент: роль приливных сил галактического потенциала в центральнах областях галактики. В итоге, получается, что могут существовать звездные скопления, в которых существенная доля массы определяется черными дырами. авторы исследуют свойства таких объектов и делают некоторые, касающиеся их, предсказания.


arxiv:1110.5911 55 Рака: копланарная планетная система, вероятно наклоненная относительно центральной звезды (55 Cancri: A Coplanar Planetary System that is Likely Misaligned with its Star)
Authors: Nathan A. Kaib, Sean N. Raymond, Martin J. Duncan
Comments: Accepted to ApJ Letters, 16 pages, 4 figures, 1 table

Авторы моделируют динамику поанетной системы 55 Рака и приходят к выводу, что (в основном из-за влияние второго компонента) планетная система наклонена к экватору звезды. При этом орбиты планет лежат почти в одной плоскости.


Выпуск 264. 01-17 сентября 2011

arxiv:1109.2918 Столкновение со Стрельцом как причина возникновения спиралей и внешних колец нашей Галактики (The Sagittarius impact as an architect of spirality and outer rings in the Milky Way)
Authors: Chris W. Purcell et al.
Comments: 21 pages and 12 figure, Nature, 2011, Vol. 477, No. 7364, pp. 301-303

Авторы провели численное моделирование, чтобы посмотреть, как изменялась структура нашей Галактики в результате прохождения через ее диск карликовой галактики, наблюдающейся сейчас в созвездии Стрелец. Расчеты показали, что взаимодействие существенно меняет структуру Млечногоп ути. Возникают дополнительные спирали и кольца. Т.о., заключают авторы, структура узора Галактики может определяться относительно небольшими спутниками.


Выпуск 262. 01-15 августа 2011

миниобзор arxiv:1108.0382 Григорий Кузьмин и звездная динамика (Grigori Kuzmin and Stellar Dynamics)
Authors: P. Tim de Zeeuw, Glenn van de Ven
Comments: 10 pages, 1 figure, to appear in Baltic Astronomy, proceedings of the conference "Expanding the Universe" held in Tartu, Estonia, 27-29 April, 2011

Статья посвящена работам известного специалиста по звездной динамике - Григория Кузьмина (1917-1988). В первую очередь - известной статье 1956 года.


Выпуск 253. 16-31 марта 2011

миниобзор arxiv:1103.5446 Звездная динамика и черные дыры (Stellar Dynamics and Black Holes)
Authors: David Merritt
Comments: 11 pages, Talk presented at the "Chandrasekhar Centenary Conference" (2010)

Обзор посвящен в основном разным аспектам динамического трения. В первую очередь автор рассматривает взаимодействие плотных звездных скоплений и сверхмассивных черных дыр. Основы звездной динамики были заложены Чандрасекаром, поэтому не удивительно, что именно эта тема была представлена на юбилейной конференции.

Выпуск 235. 01-30 июня 2010

arxiv:1006.0484 Радиальная миграция в галактических дисках, вызванная резонансным наложением множественных структур: самосогласованное моделирование (Radial migration in galactic disks caused by resonance overlap of multiple patterns: Self-consistent simulations)
Authors: I. Minchev et al.
Comments: 4 pages, 4 figures, Submitted to A&A

Авторы исследуют предложенный ими механизм миграции в галактических дисках. Он основан на совместном воздействии спиральной структуры и бара (перемычки). С помощью численного моделирования продемонстрировано, что механизм очень эффективен. Наличие в диске газа повышает эффективность. Механизм настолько существенен, что за 1-3 миллиарда лет и в галактике типа нашей, и в более мелкой (с круговой скоростью 100 км в сек) диск простирается на 10 характерных длин. А за 1 миллиард лет уплощается градиент металличности.


обзор arxiv:1006.4855 Динамика дисков и деформации (Dynamics of Disks and Warps)
Authors: J. A. Sellwood
Comments: Chapter accepted to appear in Planets, Stars and Stellar Systems, vol 5, ed G. Gilmore. 31 pages, 17 figures, uses emulateapj.sty

Прекрасный обзор (а по сути, по объему, - небольшая книжка), посвященной динамике галактических дисков. Собрано все и все довольно ясно объяснено. Без формул тут не обойтись, но обзор ими не перегружен. Показано много понятных результатов симуляций. Где надо - приведены наблюдательные данные.


Выпуск 232. 22-30 апреля 2010

миниобзор arxiv:1004.4747 Структура, масса и устойчивость галактических дисков (Structure, mass and stability of galactic disks)
Authors: P.C. van der Kruit
Comments: 16 pages, Invited review at "Galaxies and their Masks" for Ken Freeman's 70-th birthday, Sossusvlei, Namibia, April 2010.

Небольшой и очень понятный обзор по галактическим дискам.


Выпуск 219. 01-30 сентября 2009

arxiv:0909.4929 Высокоскоростные убегающие звезды в результате взамодействия трех тел (High-velocity runaway stars from three-body encounters)
Authors: V.V.Gvaramadze, A.Gualandris, S.Portegies Zwart
Comments: 4 pages, 2 figure, to appear in Star Clusters -- Basic Galactic Building Blocks throughout Time and Space, Proceed. of the IAU Symp. 266, eds. R. de Grijs and J. Lepine

Авторы показывают, что высокоскоростные массивные звезды со скоростями более 300-400 километров в секунду могут получаться в результате динамического взаимодействия тесной двойной и очень массивной звезды в тесном молодом скоплении. События это редкие, но не такие уж маловероятные. Хотя детального статистического исследования (в единицах "количество объектов за миллион лет на квадратный килопарсек") авторы и не проводят.


Выпуск 201. 01-16 декабря 2008

обзор arxiv:0812.2610 Статистическая механика гравитирующих систем: обзор (Statistical mechanics of gravitating systems: an overview)
Authors: T. Padmanbhan
Comments: 25 pages, Les Houches summer school

Полезный обзор-лекция по методам статистического описания систем типа скоплеия частиц, связанных взаимным тяготением. Приводятся формулы и для случая расширяющегося пространства.


Выпуск 192. 01-14 августа 2008

обзор arxiv:0808.0203 Угловой момент галактик и его корреляции (Review: galactic angular momenta and angular momentum correlations in the cosmological large-scale structure)
Authors: Bjoern Malte Schaefer
Comments: 22 pages, 7 figures, invited review for IJMPD

Галактики приобретают угловой момент за счет приливных воздействий в процессе формирования крупномасштабной структуры. Разумеется, параметры вращения оказывают скоррелированы с другими параметрами галактик и окружающих их структур. Все это так или иначе может проявляться в наблюдениях (в частности, в данных по линзированию). Всему этому и посвящен данный обзор. Написано отнюдь не просто.


Выпуск 183. 01-20 апреля 2008

arxiv:0804.1946 К вопросу о динамической устойчивости Солнечной системы (On the Dynamical Stability of the Solar System)
Authors: Konstantin Batygin, Gregory Laughlin
Comments: 37 pages, 18 figures, accepted for publication in the Astrophysical Journal

Авторы численно исследуют динамическую устойчивость Солнечной системы на больших временах (миллиарды лет). Никакой неустойчивости не найдено (замечу, что исследовать времена более, скажем, пяти миллиардов лет несколько бессмысленно, просто потому, что Солнце эволюционирует). Однако это еще не конец истории. Несколько лет назад Жак Ласкар показал, что планетные орбиты все-таки могут быть неустойчивы (или, если угодно, что обычные методы расчета упускают некоторые возможности развития событий). Поскольку система имеет характеристики хаотической системы, то слабые возмущения могут приводить к большим последствиям (эффект бабочки). Ласкар "руками" вносил слабые возмущения в земную орбиту (Земля смещалась на 150 метров в ту или иную сторону), а затем отбирал сценарии развития событий, в которых эксцентриситет Меркурия возрастал. После шага интегрирования в полмиллиарда лет в систему снова вносились слабые возмущения, и снова отбирались сценарии, где орбита Меркурия все больше вытягивалась. В итоге за 6 миллиардов лет эксцентриситет Меркурия вырос до 0.5. Т.е., есть маленькая вероятность того, что орбиты все-таки будут сильно другими спустя несколько миллиардов лет (для Меркурия Ласкар получил оценку вероятности того, что эксцентриситет вырастет до 0.6 за 5 миллиардов лет, порядка 1 процента).

Авторы применили ласкаровскую технику и показали, что орбиты планет земной группы могут оказываться неустойчивыми на временах порядка миллиарда лет. А вот в мире гигантов все спокойно. Авторы не учитывали эффекты ОТО (Ласкар учитывал). Они обсуждают, насколько это важно в данной задаче.


Выпуск 181. 01-17 марта 2008 года

обзор arxiv:0803.1833 Плотные звездные популяции: начальные условия (Dense Stellar Populations: Initial Conditions)
Authors: Pavel Kroupa
Comments: 85 pages. To appear in The Cambridge N-body Lectures, Sverre Aarseth, Christopher Tout, Rosemary Mardling (eds), Lecture Notes in Physics Series, Springer Verlag

Замечательный обзор по свойствам звезд в плотных скоплениях. Все эти данные необходимы для задания начальных условий при моделировании динамики скоплений - отсюда и вторая часть заголовка.


Выпуск 158. 12-21 мая 2007

миниобзор arxiv:0705.2251 Хаос и сложность в астрофизике (Chaos and complexity in astrophysics)
Authors: Oded Regev
Comments: 2 pages,

Собственно, статью читателям придется скачивать с сайта автора.


Выпуск 139. 01-31 августа 2006

astro-ph/0608087 Передача энергии при планетных пролетах (The Energy Transfer Process in Planetary Flybys)
Authors: John D. Anderson, James K. Campbell, Michael Martin Nieto
Comments: 23 pages, 43 images combined into 13 figures

Я пропустил эту статью, читая astro-ph, но, к счастью, она появилась в новостях. Работа в самом деле важная и интересная.

В начале об авторах, чтобы не было сомнений. Точнее о первом авторе. По сути, это человек, открывший аномалию Пионеров. Он руководил небесно-механическими расчетами в ряде проектов NASA, например, Galileo. Так что вопрос о компетенции не возникает.

Далее. Авторы описывают интересный наблюдательный эффект. Связан он с тем, что при гравитационных маневрах, призванных увеличить (в случае полетов к внешним планетами т.п.) или уменьшить (в случае полета к внутренним планетам и другим телам, для достижения которых надо "притормозить") кинетическую энергию аппарата. Сам эффект хорошо известен, он использовался для разгона Пионеров 10 и 11 и Вояджеров, Galileo и других аппаратов. Однако, не все так просто. Конечно, мы значем, что спутники летят куда на до и т.п. Тем не менее, есть очень маленький, но интересный эффект. При пролете планеты аппараты получают небольшую дополнительную энергии в сравнении с расчетной. Последнее замечание чрезвычайно важно. Не надо сразу кидаться делать выводы о том, что ньютоновская гравитация даже близко не верна, и что обнаруженный эффект потрясает все основы. Все-таки, вывод состоит лишь в том, что модель, в рамках которой проводятся расчеты, что-то не учитывает.

Существенно, что эффект есть даже для манервов аппаратов около Земли, причем даже в системе координат, связанной с Землей!

Авторы видят возможную связь эффекта с аномалией в движении Пионеров (напомню, что речь идет о наличии дополнительного ускорения, направленного примерно к Солнцу). Дело в том, что аномалия в движении Пионера-11 появилась после гравитационного маневра около Сатурна.

Повторюсь, что эффект достаточно мал, и вероятно связан с недоучетом чего-то в модели. Т.е. говорить о "потрясании священных коров" рано. Тем не менее видно, что даже в хорошо известных областях (а небесная механика к ним безусловно относится) можно обнаруживать очень интересные эффекты!


Выпуск 135. 22 апреля - 31 мая 2006

astro-ph/0605026 Форма гало Млечного Пути (The Shape of the Milky Way Halo)
Authors: M. Fellhauer et al.
Comments: ApJ (Letters), submitted

Добавлю, что данные о форме гало важны, как это не странно, и для физики элементарных частиц. Дело в том, что ряд авторов пытается объяснить избыток гамма-лучей, наблюдавшийся прибором EGRET, как излучение темной материи в гало нашей галактики. Излучение возникает благодаря распаду частиц темной материи. Новые данные о форме гало должны помочь уточнить модели гамма-излучения. Т.о., возможно, можно будет получить данные о суперсимметрии не из ускорительных экспериментов, а из астрофизических данных.


Выпуск 130. 01-13 марта 2006

physics/0603066 Динамическое трение в звездных системах: введение (Dynamical Friction in Stellar Systems: an introduction)
Authors: Hector Aceves, Maria Colosimo
Comments: 10 pages, 5 figures. Submitted to Am. J. Phys

Хорошее описание динамического трения в звездных системах. Непонятно, почему авторы положили статью в эту часть Архива, а не в astro-ph.

Напомню, что явление динамического трения характерной для систем многих тел. Скажем звезда, двигаясь среди других звезд, будет испытывать силу, направленную против движения. Происхождение силы чисто гравитационное. Связано оно с тем, что сама звезда создает своей гравитацией сзади себя сгущение. Похожее явление будет возникать при движении любой тяжелой частицы в сжимаемой среде. Впервые данный феномен был рассмотрен Чандрасекаром. Полагаю, что статья будет интересна многим. Ее можно и полезно разбирать в качестве примера на семинарах по механике или даже с разумными девятиклассниками.

Выпуск 102. 21-31 марта 2005

статья в энциклопедии astro-ph/0503600 Классическая задача многих тел в гравитации (The Classical Gravitational N-Body Problem)
Authors: Douglas C. Heggie
Comments: 29 pages, 4 figures, to appear in Encyclopaedia of Mathematical Physics, Elsevier, 2006

Обширная энциклопедическая статья, посвященная методу многих тел в гравитации.

Все знают, что уже задача трех тел в общем виде не имеет полного аналитического решения. Однако в астрономии сплошь и рядом встречаются ситуации взаимодействия множества объектов. Для решения таких задач были разработаны как численные, так и приближенные аналитические методы. Обо всем этом - в статье.


Выпуск 95. 22-31 декабря 2004

обзор astro-ph/0412311 Вековая устойчивость и неустойчивости звездных систем, окружающих массивные объекты (Secular stability and instability in stellar systems surrounding massive objects)
Authors: Scott Tremaine
Comments: 30 pages

Автор исследовал устойчивость маломассивных звездных скоплений вокруг тяжелых центральных объектов. Примером таких систем является звездное скопление вокруг центральной черной дыры нашей Галактики и кометное облако Оорта вокруг Солнца.

При отсутствии самогравитации (т.е. когда движение звезд определяется только центральным объектом) устойчивость таких систем зависит от функции их распределения F по угловому моменту J: если при фиксированной энергии

dF/dJ < 0
то все сферические системы оказываются устойчивыми, в противном случае, при
dF/dJ > 0
система нестабильна. При отсутствии вращения (J=0) система неустойчива всегда.


astro-ph/0412622 Столкновения звезд и образование черных дыр в плотных звездных скоплениях (Stellar Collisions and Black Hole Formation in Dense Star Clusters)
Authors: Stephen McMillan, Simon Portegies Zwart
Comments: 6 pages, 1 figure

Тесные пролеты и лобовые столкновения звезд в плотных скоплениях (шаровых и скоплениях вблизи центров галактик) приводят к образованию очень массивных звезд, которые, после быстрой термоядерной эволюции, порождают черные дыры. Объекты, образовавшиеся в результате слияний, обычно имеют высокую пространственную скорость ("убегающие звезды"). Важные детали данных процессов были проверены методом N-тел.

В небольших скоплениях число сливающихся объектов ограничивается просто количеством массивных звезд, в больших скоплениях - числом массивных звезд в их ядрах.


astro-ph/0412663 Эволюция плотных звездных скоплений (Evolution of dense stellar clusters)
Authors: G.S. Bisnovatyi-Kogan
Comments: 8 pages, 1 figure; Pisma Astron. Zh., 4, 130-133 (March 1978)

Многие классические статьи, особенно опубликованные не в тройке ведущих журналов, достаточно малоизвестны и малоцитируемы просто потому, что они не доступны в Сети. Приятно, что некоторые из классиков выкладывают свои старые работы в Сеть, да еще и прямо в Архив.

Как ясно из названия, в статье рассмотрена эволюция плотных звездных скоплений. За счет взаимодействия звезд друг с другом часть из них выбрасывается из скопления. Оставшиеся образуют все более и более плотное скопление. В конце концов скопление коллапсирует.


Выпуск 70. 16-22 февраля 2004

обзор astro-ph/0402335 Регулярные движения в системах экзопланет (Regular Motions in Extra-Solar Planetary Systems)
Authors: S. Ferraz-Mello et al.
Comments: 25 pages, 11 figures, to be published in "Chaotic Worlds: From Order to Disorder in Gravitational N-Body Systems" (B.A.Steves, ed.), Kluwer Acad. Publ.

Это обзор по динамике планетных систем в применении к экзопланетам. Статья достаточно техническая, но вместе с тем доступная каждому, кто помнит стандартный университетский (институтский) курс по теормеху.


Выпуск 66. 19-26 января 2004

astro-ph/0401451 Моделирование выброса звезд из туманности Ориона (N-body simulations of stars escaping from the Orion nebula)
Authors: A.Gualandris et al.
Comments: 14 pages, 13 figures, 5 tables.

От туманности Ориона в почти противоположных направлениях удаляются две одиночные убегающие звезды AE Aurigae и μ Columbae. Кроме того от туманности со скоростью большей 100 км/с летит двойная система ι Ori с эксцентриситетом орбиты e=0.8. Все эти звезды вылетели из туманности примерно 2.5 млн. лет назад. Авторы работы пытаются смоделировать данное событие.


Схема одного из вариантов разлета


Выпуск 65. 12-19 января 2004

astro-ph/0401171 (Не)Стабильность планентых систем (The (In)Stability of Planetary Systems)
Authors: Rory Barnes, Thomas Quinn
Comments: 37 pages, 49 figures, 13 tables, submitted to ApJ

Очень объемная статья, посвященная численному исследованию устойчивости существующих планетных систем. Планетными системами обладают звезды, у которых открыто уже хотя бы две планеты. Таких систем известно около десяти, авторы провели моделирования для ипсилон And, HD83443, GJ876, HD82943, 47UMa, HD168443 и, конечно, для Солнечной системы.

Моделирование заключалось в следующем: для каждой системы 1000 раз проводилось численное интегрирование ее движения на интервале примерно в 1 миллион лет. Параметры систем брались из наблюдений и слегка варьировались.

Выводы авторов таковы: резонансные системы (HD82943 and GJ876) имеют очень узкую область устойчивости; взаимодействующие (но без резонанса) системы (ипсилон And, 47UMa и Солнечная система) - гораздо более широкую область стабильности; а широкие системы (таких много, авторы провели моделирование только для HD83443 и HD168443) устойчивы.


Выпуск 50. 8-18 июля 2003

astro-ph/0307259 Природа хаоса в системе Прометей-Пандора (Origin of Chaos in the Prometheus-Pandora System)
Authors: P.Goldreich, N.Rappaport
Comments: 16 pages, 7 fig.

Прометей и Пандора - два спутника-"пастуха", движущихся по краям самого внешнего из колец Сатурна. Их периоды обращения достаточно близки: средние движения этих двух спутников находятся в резонансе 121:118. Авторы численно исследовали возможность проявления хаоса в данной системе, обнаружили, что хаотическое движение возникает, и смогли понять его причину (дифференциальная прецессия расщепляет основной резонанс на четыре узкие, близко расположенные, равноотстоящие по частоте компоненты, либрация уширяет их до сильного взаимного перекрытия, в результате чего образуется зона хаотических движений). Хаос в этой системе проявляется в том, что положение спутников на их орбитах может отличаться от предсказываемого средним движением для Прометея на 1.8o/год, а для Пандоры - на 3.1o/год. Если бы массы спутников были в несколько раз меньше, их движение было бы регулярным.


Иллюстрация хаотического движения в системе Прометей-Пандора: по горизонтали отложено положение одного из спутников на орбите, по вертикали - отличие разности орбитальных фаз спутников от ожидаемого при среднем движении.



Выпуск 49. 01-07 июля 2003

astro-ph/0307061 Моделирование образования сливающихся тройных систем при столкновениях (Modelling Collision Products of Triple-Star Mergers)
Authors: James C. Lombardi et al.
Comments: 20 pages, submitted to MNRAS

В плотных ядрах шаровых скоплений наряду с близкими пролетами одиночных звезды начинают играть столкновения одиночных звезд с двойными системами и взаимные столкновения двойных систем. Такие столкновения могут приводить не только к образования сливающихся двойных систем, но и к системам в которых происходит последовательное попарное слияние трех или даже четырех звезд. Образовавшиеся подобным путем звезды могут иметь существенные химические и эволюционные особенности. Образование подобных систем и процессы слияния в них являются основной темой данной статьи и рассмотрены достаточно подробно.


Выпуск 47. 16-21 июня 2003


astro-ph/0306387 Теория спин-орбитального движения Меркурия и анализ его главных либраций (Theory of the Mercury's spin-orbit motion and analysis of its main Librations)
Authors: N.Rambaux, E.Bois
Comments: 15 pages, 14 figures, 3 tables, submitted to A&A

До 1965 года считалось, что Меркурий обращается вокруг Солнца синхронно (подобно Луне вокруг Земли, орбитальный и осевой периоды при этом равны). В 1965 году было показано, что это не так, Меркурий обращается вокруг Солнца в спин-орбитальном резонансе 3:2 (осевой период - 58.656 дня, орбитальный - 87.969 дня). Этот неожиданный резонанс связан с ненулевым эксцентриситетом орбиты Меркурия и существенной асимметрией самой планеты. Данные, полученные космическими аппаратами MESSENGER и BepiColombo, позволили построить новую более точную теорию движения Меркурия. Эта теория позволяет предсказать его либрации. В движении планеты выявлены два собственных периода (15.847 и 1066 лет) и вековой резонанс (на частоте 278898 лет).


Схема возникновкемя 3:2 спин-орбитального резонанса Меркурия

Выпуск 45. 26-31 мая 2003

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/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".


Выпуск 42. 1-9 мая 2003

astro-ph/0305003 Динамическое образование тесных двойных систем в шаровых скоплениях (Dynamical Formation of Close Binary Systems in Globular Clusters)
Authors: D. Pooley et al.
Comments: 11 pages, 1 b&w figure, 1 color figure

Уже давно ученые понимали, что маломассивные рентгеновские двойные очень эффективно рождаются в шаровых скоплениях . Однако, всегда нужны как можно более прямые наблюдательные подтверждения любой подмеченной закономерности (какой бы очевидной и естественной она не казалась). В этой статье авторы дают прямые наблюдательные указания на то, что количество тесных двойных в шаровых скоплениях тесно связано с числом тесных сближений звезд. Разумеется, авторы дают оценку полного числа маломассивных двойных в шаровых скоплениях нашей Галактики.

Используются данные Чандры по 12 скоплениям. Этот спутник может видеть даже очень слабые источники, поэтому статистика выделения числа рентгеновских двойных очень хорошая. Далее, по известному соотношению, зная плотность звезд и их распределение по скоростям, можно определить чсатоту тесных сближений звезд скопления. Теперь остается построить график, где по одной оси отложено количество рентгеновских источников (N), а по другой - частота сближений (Г).


Выпуск 41. 25-30 апреля 2003

astro-ph/0304561 Динамическая устойчивость орбит планет типа Земли в двойных системах (Dynamical Stability of Earth-Like Planetary Orbits in Binary Systems)
Authors: Eva-Marie David et al.
Comments: Accepted for publication to PASP, 26 pages including 9 figures

Достаточно реалистичные численные расчеты поведения планет типа Земли (имеется ввиду масса) в двойных системах. Не вдаваясь в детали: около половины всех двойных допускают существование устойчивых орбит на протяжении как минимум 4.6 миллиардов лет.


Выпуск 38. 01-11 апреля 2003
cond-mat/0303444 О термодинамическом описании самогравитирующих систем. (On the thermodynamical description of selfgravitating systems. The system self-similarity perspective)
Authors: L. Velazquez (Universidad de Pinar del Rio, Cuba) and F. Guzman (Instituto Superior de Ciencias y Tecnolog\'ia Nucleares, Cuba)
Commets: 7 pages, 2 eps figures Subj-class: Statistical Mechanics

У самогравитирующих систем нет положения равновесия с минимальной возможной энергией, следовательно, к ним нельзя применять обычный термодинамический подход. А очень хочется. Что делать? Авторы этой (и следующей cond-mat/0303492) статьи считают, что переход к термодинамическому пределу возможен. Для этого надо устремить число частиц N в системе к бесконечности сохраняя величины E/N7/3 и EN1/3 постоянными (здесь E - энергия системы, а L - ее угловой момент).