Астрофизика черных дыр, нейтронных звезд и белых карликовНИР

Источник финансирования НИР

грант РНФ

Этапы НИР

# Сроки Название
1 24 июня 2014 г.-31 декабря 2014 г. Астрофизика черных дыр, нейтронных звезд и белых карликов
Результаты этапа: Восстановлена структура внешних частей аккреционных дисков с учетом появления там зоны с развитой конвекцией и рентгеновским облучением, приходящем из внутренних частей диска. Получено новое аналитическое решение нестационарного линейного уравнения вязкой диффузии для тонкого альфа-диска, ограниченного полостью Роша. Получена оценка дополнительного вклада в перенос углового момента в аккреционных дисках со слабой турбулентностью за счет транзиентного роста возмущений. Обнаружено, что транзиентный рост крупномасштабных вихрей будет значительно сильнее в областях с некеплеровским вращением (например во внутренних областях релятивистских дисков вокруг чёрных дыр). Разработан программный комплекс для моделирования трехмерных течений плазмы с уравнением состояния, отличным от уравнения состояния идеального газа, в аккреционных дисках и струях космической плазмы. Уточнен орбитальный период, Porb = 0.100082222(2)d, построены кривые блеска системы V1239 Геркулеса. Форма кривых свидетельствует об активных процессах в системе в промежутках между вспышками: переменны как глубины обоих минимумов, так и амплитуда предзатменного горба, одна из кривых блеска демонстрирует полное его отсутствие. На основании аналитической и численной моделей изгибных дисков было показано, что эффект Бардина-Петтерсона (укладки центральных областей диска в плоскость вращения черной дыры) невозможен в случае проградного диска, однако проявляется в случае ретроградного диска. С помощью разработанной программы моделирования аккреционного диска с облучением, была рассчитана модель рентгеновской вспышки с системе Aql X-1. Было показано, что в широкополосном спектре рентгеновской Новой после достижения максимума рентгеновского потока, заметен большой вклад от облученного диска и прогретой звезды-компаньона. Показано, что микролинзирование звездной популяцией линзирующей галактики дает мощный метод пространственного разрешения структуры аккреционных дисков в сильно линзируемых квазарах. Проведенный анализ данных наблюдений по микролинзируемой переменности показал, что большая часть линзируемых квазаров аккрецируют в супер-Эддингтоновском режиме дисковой аккреции. Разработанным методом определены массы черных и темпы аккреции на них. В рамках квази-сферической аккреции в режиме оседания на нейтронные звезды разработана новая модель ярких вспышек рентгеновских новых в двойных системах со сверхгигантами. Показано, что процессы магнитного перезамыкания магнитного поля, вмороженного в звездный ветер, с магнитным полем нейтронной звезды могут существенно усилить проникновение плазмы внутрь магнитосферы. Вокруг одиночных замагниченных нейтронных звезд одиночных теоретически обнаружено существование конвективных оболочек. Показано, что из-за большого времени охлаждения в этих оболочках, темп аккреции уменьшается на два—три порядка по сравнению с темпом аккреции в режиме Бонди. С помощью разработанной программы построены решения для аккреционных колонок при аккреции на сильнозамагниченные нейтронные звезды. Рассмотрены две формы аккрецирующей колонки: заполненный и полый цилиндры. Для обеих моделей проанализированы параметрические зависимости структуры зоны торможения в колонке при различных отношениях продольной и поперечной непрозрачностей вещества в магнитном поле и темпе аккреции. Разработан метод, позволяющий находить в общедоступных обзорах галактик с известных красным смещением внеядерные рентгеновские источники вблизи галактик, с помощью которого были найдены 8 кандидатов в гиперяркие рентгеновские источники (HLX). У ряда рентгеновских двойных исследованы стохастические вариации рентгеновского потока на сверхорбитальных временах (более 1000 дней). С помощью разработанной программы синтеза рентгеновских симбиотических двойных получены распределения этих источников по орбитальным периодам, периодам вращения и рентгеновским светисмостям. Для радиотранзиента GCRT J1745-3009 получены новые оценки параметров в рамках модели каверны вокруг радиопульсара в ветре соседней звезды, а также в рамках модели одиночной нейтронной звезды. Получены новые более строгие ограничения на долю первичных черных дыр в темной материи.
2 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. Астрофизика черных дыр, нейтронных звезд и белых карликов
Результаты этапа: Разработаны два новых метода моделирования эволюции аккреционных дисков в двойных системах: численный метод решения нелинейной задачи, позволяющий производить учет разнообразных физических эффектов, и аналитический метод, позволяющий с помощью найденных функций Грина получать решения линейной задачи эволюции аккреционного диска с постоянной кинематической вязкостью. Проведен анализ кривых блеска новоподобной звезды UU Aqr, сложная структура которых объяснена наличием спиральных рукавов в аккреционном диске. Были рассчитаны модели системы, а так же оценены вклады различных компонент системы в наблюдаемый оптический поток. Исследовано проявление магниторотационной неустойчивости Велихова-Чендрасекара в идеальной и неидеальной плазме. Исследован вопрос о поведении неустойчивых мод при уменьшении магнитного поля. Рассмотрена вязкая неустойчивость в сдвиговых ламинарных осесимметричных гидродинамических течениях вокруг гравитирующего центра. Найдененные неустойчивости могул служить причиной возникновения турбулентности в астрофизических аккреционных дисках. Значительно улучшен программный комплекс для трехмерного гидродинамического расчета течения плазмы в двойной полуразделенной системе с учетом радиационных потерь. Проведено моделирование течения вещества в диске карликовой новой V1239 Her, воссоздан ряд её наблюдаемых особенностей. Из анализа данных одновременных наблюдений спутника SWIFT и наземных оптических телескопов вспышки Aql X1 было показано, что область УФ излучения в аккреционном диске на начальных этапах вспышки рентгеновской новой может экранироваться от облучения центральным рентгеновским источником. Проведено исследование влияния магнитных полей аккрецирующего вещества на вращение сверхмассивных черных дыр. Сравнение полученных результатов с наблюдениями позволяет утверждать, что у многих сверхмассивных черных дыр были эпизоды сверхкритической дисковой аккреции. Построена модель, объясняющая наблюдаемую зависимость рентгеновской жесткости спектра транзиентных рентгеновских пульсаров от их светимости. С помощью кроссотождествленния каталога рентгеновских источников 3XMM-DR5 и спектроскопического каталога галактик SDSS DR-12 найдено 16 гиперярких рентгеновских источников (HLX) на периферии хозяйских галактик. Полученные в ходе популяционного синтеза распределения симбиотических рентгеновских источников по различным параметрам могут быть использованы при анализе данных наблюдений в планирующемся обзоре всего неба СРГ/eROSITA. Показано, что природа затухания магнитного поля в нормальных радиопульсарах связана с омическим затуханием холловских токов при их рассеянии на фононах. Проведено исследование нейтронной звезды 2XMM J104608.7-594306, которое показало, что она является проэволюционировавшим объектом типа центральных объектов в остатках сверхновых. При анализе данных Fermi-LAT открыто свечение гало в гамма диапазоне у ближайшей к нам спиральной галактики M31. Из анализа фарадеевского вращения по архивным данным NRAO VLA было установлено, что более радиояркие источники обладают большим значением вращения, чем радиотусклые. Написана и сдана в печать монография «Аккреционные процессы в астрофизике», Москва, Физматлит, 2015. Написано и опубликовано три обзора по актуальным проблемам аккреции.
3 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. Астрофизика черных дыр, нейтронных звезд и белых карликов
Результаты этапа:

Статьи по НИР