Астрономический журнал
ISSN (print): 0004-6299
Cвидетельство о регистрации СМИ: № 0110223 от 08.02.1993
Учредители: Российская академия наук, Институт астрономии РАН
Главный редактор: Бисикало Дмитрий Валерьевич, академик РАН, д.ф.-м. наук, профессор, ORCID: 0000-0003-2025-5564
Периодичность / доступ: 12 выпусков в год / подписка
Индексация:
- Белый список (2 уровень)
- РИНЦ
- перечень ВАК
В журнале публикуются статьи по астрономии, в том числе по теоретической и наблюдательной астрофизике, планетарной астрофизике, физике Солнца, небесной механике, радиоастрономии, звездной астрономии, астрономическим методам и инструментам, а также обзоры книг, хроника, труды международных конференций.
Журнал основан в 1924 году.
Текущий выпуск
Том 100, № 12 (2023)
Статьи
Гало темной материи в численных моделях при красных смещениях 0 ≤ z ≤ 9
Аннотация
Для численной модели в диапазоне красных смещений \(0 \leqslant z \leqslant 9\) рассмотрены свойства и эволюция гало темной материи (ТМ) с помощью предложенного ранее метода компактного анализа, позволяющего разделять влияние случайных и регулярных факторов на основные характеристики гало ТМ. В исследуемом диапазоне красных смещений при последовательном иерархическом скучивании маломассивных гало ТМ в центральный массивный объект наблюдается монотонная эволюция средних значений их базисных параметров – круговой скорости \( {{{v}}_{c}} \), параметра \( {{w}_{c}} = {{{v}}_{c}}{\text{/}}r \), а также массы. В диапазоне \(3 \leqslant z \leqslant 9\) параметры эволюционируют медленно, а в диапазоне \(0 \leqslant z \leqslant 3\) – быстро. Эволюция гало ТМ, образованных до реионизации, сводится к медленному изменению их средних характеристик и свойств периферии гало. Подчеркнута важная роль рано образованных массивных структурных элементов.
Моделирование линейной поляризации для прецессирующих струй активных ядер галактик
Аннотация
Последние результаты самого подробного анализа многоэпоховых поляризационно-чувствительных наблюдений струй активных ядер галактик (АЯГ) на масштабах парсек методом радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами (РСДБ) обнаруживают несколько характерных типов распределения линейной поляризации и ее переменности [1, 2]. Некоторые из них воспроизводятся уже в простой модели спирального магнитного поля. При этом ни одна из представленных к настоящему моменту моделей не может объяснить наблюдаемые профили поляризации с увеличением ее степени к краям струи, и сопровождаемые узором электрического вектора типа “фонтан” и его высокой временнóй переменностью в центре. С помощью численного моделирования РСДБ-наблюдений релятивистских струй в этой работе мы показываем, что такие профили линейной поляризации могут возникать естественным образом в модели струй, прецессирующих на масштабах порядка десяти лет. В этом сценарии из-за ограниченного разрешения РСДБ-систем первоначально сильная поляризация вдоль оси струи размывается из-за наложения областей, поляризационный угол которых значительно меняется в проекции на небо. В наших численных моделях мы качественно воспроизводим структуру распределения электрического вектора и его переменность. При этом карты распределения интенсивности поляризации характеризуются яркой сердцевиной из-за недостаточного подавления поляризованного излучения, что слабо согласуется с наблюдениями квазаров. Более эффективной деполяризации можно добиться в моделях, в которых излучение центрального канала струи подавлено.
Формирование и эволюция крупномасштабных вихревых структур в аккреционных звездных дисках
Аннотация
Объяснение причин переноса углового момента в аккреционных звездных дисках является важной астрофизической задачей, поскольку именно этот процесс определяет темп аккреции вещества на центральное гравитирующее тело. Ранее в рамках двумерного подхода было показано, что внесение возмущений малой амплитуды в поток вещества диска приводит к возникновению сдвиговой неустойчивости. Данный процесс сопровождается развитием крупномасштабных вихревых структур. Их движение и эволюция приводят к перераспределению углового момента в аккреционном диске. Действие описанного механизма было численно исследовано ранее только в рамках двумерного приближения, поэтому целью текущей работы является проведение полномасштабного трехмерного моделирования. Исследуемые процессы описываются в рамках системы уравнений идеальной газовой динамики. В статье кратко изложен метод их численного интегрирования, который основан на консервативной конечно-разностной схеме и решении задачи Римана о распаде произвольного разрыва. В качестве начальных данных используется стационарное газовое состояние тороидальной формы, окруженное веществом с низкой плотностью и давлением. На следующем шаге вносятся малые возмущения одной из газодинамических переменных. Проведенное моделирование и ан-ализ результатов численных расчетов показывают возникновение вихревых структур в сдвиговом течении трехмерного аккреционного диска. Их движение сопровождается перераспределением вещества и углового момента в объеме диска, приводящим к аккреции вещества на центральное тело.
Спектральный обзор области звездообразования DR21OH в 4-мм диапазоне длин волн
Аннотация
Представлены результаты обзора спектральных линий области звездообразования DR21OH в 4-мм диапазоне длин волн. Было обнаружено 69 молекул и их изотопологов, от простых двухатомных или трехатомных молекул, таких как SO, SiO и CCH, до сложных органических молекул, таких как CH3OCHO или CH3OCH3. Заметная часть полученных результатов качественно повторяет результаты обзора этого же источника на волне 3 мм. Списки молекул, обнаруженных на волнах 3 и 4 мм, в значительной степени пересекаются. Однако на волне 4 мм были обнаружены молекулы, которые не обладают разрешенными переходами в 3-мм диапазоне, например, DCN, DNC или SO+. Основную часть молекул, найденных на волне 4 мм, составляют те, которые часто наблюдаются в плотных ядрах областей звездообразований, например, HC3N или CH3CCH, однако некоторые обнаруженные молекулы характерны для горячих ядер. К последним относятся сложные органические молекулы CH3OCHO, CH3CH2OH, CH3OCH3 и др. Однако излучение этих молекул, зарегистрированное в данном обзоре, вероятно, возникает в газе, имеющем температуру \( \sim 30\) K. Девять молекул, в том числе сложные соединения CH3C3N, CH3CH2CN, CH3COCH3 и др., найдены с помощью сложения спектральных линий. Это демонстрирует большие возможности данного метода при исследовании молекулярных облаков.
Аэрономическая модель водородно-гелиевых верхних атмосфер горячих экзопланет-гигантов
Аннотация
В работе представлена одномерная аэрономическая модель водородно-гелиевых верхних атмосфер горячих экзопланет-гигантов, основанная на приближении одножидкостной многокомпонентной гидродинамики. Учитываются химические реакции и процессы нагрева-охлаждения. В качестве примера приложения модели рассмотрены типичные горячий юпитер и теплый нептун. Расчеты проведены для различных значений газового давления на фотометрическом радиусе планеты. В полученных решениях формируется трансзвуковой планетный ветер, приводящий к гидродинамическому оттоку атмосферы с темпами потери массы порядка \(3.5 \times {{10}^{{10}}}\) г/с для горячего юпитера и \(3.7 \times {{10}^{9}}\) г/с для теплого нептуна. При этом внешние слои атмосферы горячего юпитера оказываются полностью ионизованными, в то время как атмосфера теплого нептуна в основном состоит из нейтрального газа. В некоторых вариантах модели горячего юпитера в глубоких слоях атмосферы развивается неустойчивость, которая может приводить к формированию специфического облачного слоя.
Пекулярный спектр радиоизлучения мазера водяного пара в темной туманности MSXDCG24.33+011 (G24.33+014)
Аннотация
Гигантские молекулярные облака (GMC) в нашей и других галактиках и небольшие плотные молекулярные облака внутри Галактики (IRDC) в силу гравитационной неустойчивости формируют ядра, в которых образуются массивные звезды и скопления маломассивных звезд. Высокий фон инфракрасного излучения внутри Галактики создает преимущества в пользу IRDC в исследовании процессов звездообразования и сопровождающих их явлений – таких, как аккреция, появление зон HII, биполярных потоков и других, вызывающих разнообразные отклики в их молекулярном составе. В рамках изучения эволюционного состояния в облаке IRDC MSXDCG24.33+011 (другое наименование G24.33+014) были проведены наблюдения мазера водяного пара. Hа телескопе РТ-22 Пущинской радиоастрономической обсерватории 28 ноября 2022 г. зафиксировано появление новой детали в спектре мазерной линии Н2О на скорости на луче зрения \({{V}_{{{\text{LSR}}}}} = 103.15\) км/c c потоком в пике 49.5(\( \pm 6\)) Ян при ширине линии по половине мощности интенсивности 0.52 км/c. Данная деталь не была обнаружена на РТ-22 5 июля 2022 г. и не наблюдалась ранее другими исследователями.
Физические свойства и кинематика плотных ядер, связанных с областями образования массивных звезд южного неба
Аннотация
Представлены результаты спектральных наблюдений в диапазоне частот \( \sim 84{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 92\) ГГц шести объектов южного неба, содержащих плотные ядра, и связанных с областями образования массивных звезд и звездных скоплений. Наблюдения проведены с помощью радиотелескопа MOPRA-22m. В рамках приближения локального термодинамического равновесия (ЛТР) рассчитаны концентрации на луче зрения и распространенности молекул H13CN, H13CO+, HN13C, HC3N, c-C3H2, SiO, CH3C2H и CH3CN. Получены оценки кинетических температур (\( \sim 30{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 50\) K), размеров областей излучения (\( \sim 0.2{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 3.1\) пк) и вириальных масс (\( \sim {\kern 1pt} 70{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 4600 {{M}_{ \odot }}\)). Ширины линий в трех ядрах уменьшаются с увеличением расстояния от центра. В четырех ядрах наблюдается асимметрия профилей оптически толстых линий HCO+(1–0) и HCN(1–0), указывающая на наличие систематических движений на луче зрения. В двух случаях характер асимметрии может быть вызван сжатием газа. Проведено вписывание модельных спектральных карт HCO+(1–0), H13CO+(1–0), полученных в рамках не-ЛТР сферически-симметричной модели, в наблюдаемые. Рассчитаны радиальные профили плотности (\( \propto {\kern 1pt} {{r}^{{ - 1.6}}}\)), турбулентной скорости (\( \propto {\kern 1pt} {{r}^{{ - 0.2}}}\)) и скорости сжатия (\( \propto {\kern 1pt} {{r}^{{0.5}}}\)) в ядре G268.42–0.85. Профиль скорости сжатия отличается от ожидаемого как в случае свободного падения газа на протозвезду (\( \propto {\kern 1pt} {{r}^{{ - 0.5}}}\)), так и в случае глобального коллапса ядра (скорость сжатия не зависит от расстояния). Приведено обсуждение полученных результатов.
Оптическая спектроскопия высокого разрешения спящей LBV-звезды P Cyg
Аннотация
На телескопе БТА получены оптические спектры высокого разрешения (R = 60 000) спящей LBV‑звезды P Cyg в диапазоне длин волн \(\Delta \lambda = 477{\kern 1pt} - {\kern 1pt} 780\) нм. Выполнив детальное отождествление различных линий (фотосферные абсорбции, разрешенные и запрещенные эмиссии, компоненты линий с профилями типа P Cyg), мы изучили переменность их профилей и картины лучевых скоростей. Лучевая скорость по запрещенным эмиссиям ([N II] 5754.64, [Fe II] 5261.62, [Fe II] 7155.14 и [Ni II] 7377.83 Å) принята в качестве системной \({{V}_{{sys}}} = - 34 \pm 1.4\) км/с. В спектрах отождествлены около дюжины фотосферных абсорбций ионов CNO-триады и Si III. Их стабильное положение, \({{V}_{r}}(abs) = - 73.8\) км/с, сдвинутое относительно \({{V}_{{sys}}}\) на \( - 40\) км/с, указывает на то, что эти абсорбции формируются в области псевдофотосферы. В спектрах отсутствуют эмиссии высокого возбуждения ([O I] 5577, 6300, 6363 Å, [O III] 4959 и 5007 Å, а также He II 4686 Å). Лучевая скорость \({{V}_{r}}({\text{DIBs}}) = - 11.8\) км/с по многочисленным DIBs согласуется с положением межзвездных компонентов D-линий Na I и K I, формирующихся в галактическом рукаве Персея. По измерениям эквивалентных ширин 9 DIBs определены избыток цвета \(E(B - V) = 0.34 \pm {{0.03}^{m}}\) и межзвездное поглощение \({{A}_{v}}{{ = 1.09}^{m}}\).
Циклы активности звезды FK Com
Аннотация
Представлены результаты фотометрических наблюдений хромосферно активной звезды FK Com (прототипа одноименной группы), выполненные в течение последних 5 лет (2018–2023 гг.) на обсерваториях ИНАСАН в Звенигороде, в Симеизской обсерватории ИНАСАН и на Российско-Кубинской обсерватории в Гаване (Республика Куба). В общей сложности за период с 2018 по 2023 г. мы получили 9060 оценок блеска звезды в фильтре \(V\). Наши измерения, а также данные из литературных источников и из архива Kamogata Wide-field Survey (KWS) были объединены в единый массив, включающий 17 653 измерений в интервале длительностью порядка 57 лет. На основе построенного по этим данным спектра мощности установлены возможные циклы активности \({{P}_{{{\text{cycl}}}}}\), которые составляют по нашей оценке 2.4, 5.63, 8, 13.6, 30 и 49 лет. Доминирующим является \({{P}_{{{\text{cycl}}}}}\) продолжительностью в 5.63 года. Показано, что этот найденный нами по обширным данным доминирующий цикл с величиной порядка 5.63 лет (5.4–5.8 лет по другим литературным источникам) прослеживается и в результатах анализа предыдущих исследований. Результаты о циклах активности FK Com сопоставлены с данными о долговременной переменности еще двух звезд рассматриваемого типа – HD 199178 (V1794 Cyg) и ET Dra. На основе данных о \({{P}_{{{\text{cycl}}}}}\) других хромосферно активных звезд (по литературным источникам и нашим измерениям) проанализирована диаграмма вида \(\log (1{\text{/}}{{P}_{{{\text{rot}}}}}){\kern 1pt} - {\kern 1pt} \log ({{P}_{{{\text{cycl}}}}}{\text{/}}{{P}_{{{\text{rot}}}}})\). Сделано заключение о сопоставимости выполненных нами определений величин циклов активности звезд типа FK Com с данными для звезд типа RS CVn.
Вспышки светимости во взаимодействующих протопланетных системах
Аннотация
Объекты типа FU Ориона (фуоры) характеризуются короткими (десятки или сотни лет) эпизодическими вспышками, во время которых светимость растет на порядки величины. Возможной причиной таких вспышек могут являться тесные сближения звезд и протопланетных дисков. Численные расчеты показывают, что для генерации вспышки с характеристиками, близкими к фуорам, требуется достаточно близкий пролет, с периастром от нескольких а.е. до нескольких десятков а.е. Однако звездные объекты в фуорах, представляющих собой двойные системы (включая непосредственно FU Ориона), обычно разнесены на сотни а.е. Простые математические оценки показывают, что с такими параметрами компоненты двойной системы должны двигаться на порядок величины быстрее наблюдаемой дисперсии скоростей в молодых звездных скоплениях. Таким образом, вспышки светимости либо инициируются с некоторой временнóй задержкой, либо для инициации вспышки такие тесные сближения не требуются и всплеск светимости происходит не за счет первичного гравитационного возмущения в протопланетном диске. В работе использовалось численное гидродинамическое моделирование столкновения системы, состоящей из звезды, окруженной протопланетным диском, и бездискового внешнего звездного объекта. Показано, что к вспышкам светимости могут приводить даже пролеты с большим периастром порядка 500 а.е., при этом задержка между прохождением периастра и непосредственно вспышкой может достигать нескольких тысяч лет. Впервые показано посредством численного моделирования, что возмущение центрального диска, вызванное гравитационным воздействием пролетающего внешнего объекта, может запускать каскадный процесс, во время которого сначала развивается тепловая неустойчивость во внутреннем диске, а затем магниторотационная. Вследствие поочередного развития этих неустойчивостей возникает резкий рост темпа аккреции вещества на звезду, также выражающийся в повышении светимости более чем на 2 порядка величины.
Кинематика высокоскоростных звезд в пределах 300 пк от Солнца по данным Gaia DR3
Аннотация
По данным Gaia DR3 изучена кинематика звезд из Солнечных окрестностей с радиусом 300 пк. Наша выборка включает n = 970 171 звезд – AG300 (A – ансамбль, G – Gaia, 300 – радиус исследуемой зоны в пк). Кинематика этих звезд отражает морфологию основных звездных населений Галактики: звездного диска, балджа, гало и звездной короны сверхмассивной черной дыры (СМЧД). Наличие в AG300 звезд со скоростями, превосходящими скорость ухода из Галактики, свидетельствует о присутствии в околосолнечном пространстве внегалактических звезд, принадлежащих звездному компоненту локального скопления галактик. Показано, что известные механизмы ускорения пространственного движения звезд позволяют создать звездное гало галактик, звездную корону СМЧД в ее ядре, межгалактическую звездную среду скоплений галактик и пространства между скоплениями галактик. Каталог AG300 позволяет идентифицировать представителей всех названных компонентов.
Структура солнечного цикла и циклов активности звезд поздних спектральных типов
Аннотация
Показано, что использование описания солнечного цикла, учитывающего нечетную зональную гармонику магнитного поля Солнца, позволяет углубить наши знания о двух важных аспектах солнечной активности: во-первых, уточнить и расширить предсказания на ближайшее будущее эволюции циклической активности Солнца; во-вторых, сформулировать программу мониторинга спектрофотометрических характеристик излучения звезд, подобных Солнцу, нацеленную на получение новой информации об их магнитных полях.
Темп формирования солнечных нановспышек в различных спектральных диапазонах
Аннотация
Частота и темп формирования солнечных нановспышек (НВ) измерены в 6 корональных спектральных диапазонах (094, 131, 171, 193, 211, 335 Å) и одном, относящимся к переходному слою (304 Å). Были использованы данные SDO/AIA, полученные в минимуме солнечной активности в мае 2019 г. Мы проанализировали одну и ту же область Солнца размером \(360\text{\textquotedblleft} \times 720\text{\textquotedblleft}\) во всех каналах на протяжении интервала времени 1 ч. Для поиска НВ во всех спектральных диапазонах мы применили одинаковый алгоритм, основанный на анализе амплитуды быстрых уярчений на изображениях. Частота и темп НВ, как можно ожидать, существенно различаются в различных диапазонах. Для порога \(5\sigma \) наибольшая частота НВ, 207 с–1, измерена в канале 171 Å. Далее следуют спектральные диапазоны 193 Å (85% от канала 171 Å), 211 Å (74%) и 131 Å (63%). Мы не смогли достоверно измерить частоту в каналах 094 и 335 Å, но установили, что она составляет менее 15% от частоты в канале 171 Å. В канале 304 Å мы обнаружили большое число уярчений, которые не имеют соответствия в короне. Тем не менее около 40% корональных НВ имеют соответствие в линии 304 Å, с порогом выше \(5{\kern 1pt} \sigma \).
Лучистый теплообмен: асимптотическое решение кинетического уравнения распространения излучения, асимптотическое приближение N-го порядка и уточненные граничные условия
Аннотация
Предложено новое асимптотическое приближение \(n\)-го порядка для использования в расчетах распространения излучения в оптически толстых средах без рассеяния; асимптотическое приближение проще и точнее известного диффузионного приближения. Показано, что для оптически толстых сред асимптотическое решение кинетического уравнения распространения излучения без рассеяния является асимптотическим разложением точного интегрального решения этого кинетического уравнения. Получен строгий вывод уравнения диффузионного приближения. Выведены важные для практического применения в расчетах распространения излучения уточненные граничные условия.