Индонезия как «лаборатория» сейсмических исследований



26.03.2024 г.


Проблема надёжного прогнозирования землетрясений становится всё более актуальной, особенно если учесть, что около трети населения Российской Федерации проживает в сейсмоопасных районах, где созданы и эксплуатируются атомные электростанции и другие промышленные предприятия.

С целью выявления предвестников катастрофических событий, 22-метровый радиотелескоп РТ-22 КрАО РАН в Симеизе совместно с двумя лазерными станциями, образуют геодинамический полигон «Симеиз-Кацивели», который составил основу новой методики обнаружения процесса «итоговой подготовки» сейсмических событий (Метод обнаружения предвестника надвигающегося землетрясения).

Индонезия расположена в зоне Тихоокеанского огненного кольца, где происходит ~90% всех землетрясений, что позволяет использовать данный регион как «природную лабораторию» для апробации методики предвестника надвигающегося сейсмического события.

Учёными КрАО РАН на основе разработанной методики выявлены кратковременные предвестники двух землетрясений магнитудой 7.3 и 6.6, произошедшие в Индонезии 14 декабря 2021 г. и 14 января 2022 г. соответственно.

Расположение эпицентра землетрясений 14 декабря 2021 г. (красная звездочка) и 14 января 2022 г. (синяя звездочка) и региональные магнитометры Cocos Islands (CKI), Charters Towers (CTA), Dalat (DLT), Guam (GUA), Kakadu (KDU), Learmonth (LRM).

В обоих случаях применённый подход позволил идентифицировать ансамбль предвестников на интервале порядка нескольких суток до начала землетрясения. Полученные результаты свидетельствуют о прогрессе в решении проблемы прогноза землетрясений. Комплексный подход, основанный на сочетании передовых технологий мониторинга геомагнитных предвестников землетрясений и их оперативного анализа, позволит создать интеллектуальную систему раннего предупреждения мощных сейсмических событий.


Работа опубликована:
The group of statistical precursors of 7.3 and 6.6 magnitude earthquakes in the region of Indonesia
Natural Hazards (2024)
A.E. Volvach, L.P. Kogan, L.N. Volvach, et al.
https://doi.org/10.1007/s11069-024-06439-x


Электромагнитное и гравитационное излучение блазара OJ 287



26.03.2024 г.


Блазар OJ 287 - самая детально исследованная галактика с активным ядром. Активность и периодические всплески излучения делают его объектом интенсивных наблюдений и исследований для понимания процессов, происходящих вблизи сверхмассивных чёрных дыр. Причина такой известности - относительная близость OJ 287 к Земле, благодаря чему он является ярким источником в оптическом диапазоне, в котором наблюдается с 1891 года, а также имеет наиболее длинные ряды исследований в других диапазонах длин волн.

На основе данных проведенного длительного мониторинга с помощью 22 метрового радиотелескопа РТ-22 КрАО РАН в Симеизе и данных полученных в других обсерваториях, предложена новая модель определения параметров двойной тесной системы, состоящей из сверхмассивных черных дыр. Модель использует законы небесной механики и результаты гармонического анализа наблюдательных данных, полученных преимущественно в радио- и оптическом диапазонах длин волн.

Учёными КрАО РАН в рамках предложенной модели определены массы двойной сверхмассивной чёрной дыры, значения орбитальных элементов, размеры и толщина аккреционного диска. Рассмотрена структура и динамика компаньонов двойной сверхмассивной чёрной дыры, их взаимодействие с аккреционным диском.

Объект является самой массивной тесной двойной системой, состоящей из сверхмассивных чёрных дыр со сравнимыми массами. Оценки размеров и толщины аккреционного диска показывают, что компаньоны большую часть времени движения по орбитам находятся внутри аккреционного диска. Данные условия требуют учёта влияния динамического трения на параметры орбит компаньонов и времени жизни до слияния. Время жизни OJ 287 до слияния компонент показывает, что это достаточно короткоживущий объект во Вселенной.

Система из сверхмассивных чёрных дыр OJ 287 является одной из самым мощных излучателей гравитационных волн.


Работа опубликована:
Electromagnetic and gravitational radiation of blazar OJ 287
iScience. 2024. Volume 27, Issue 4, 109427.
Volvach A.E., Volvach L.N., Larionov M.G.
https://doi.org/10.1016/j.isci.2024.109427


Предложен способ поиска «кротовых нор» в космосе



11.02.2024 г.


Исследователи из Крымской Астрофизической Обсерватории, Физического института им. Лебедева РАН и Московского физико-технического института предложили новое понимание природы джетов — струй плазмы, которые на скорости, близкой к световой, вырываются из сверхмассивных черных дыр в центрах активных галактик. Статья с результатами исследований опубликована в журнале Monthly Notices of Royal Astronomical Society.

Новый подход для изучения и описания свойств релятивистских выбросов сверхмассивных черных дыр, был разработан заведующей лабораторией фундаментальных и прикладных исследований релятивистских объектов Вселенной МФТИ Еленой Нохриной и профессором РАН, ведущим научным сотрудником Крымской астрофизической обсерватории Александром Пушкаревым.

По современным представлениям джеты образуются, когда вещество из звезд или газовых облаков устремляется в гравитационную яму сверхмассивной черной дыры в центре галактики. При этом материя образует дискообразную структуру — так называемый аккреционный диск. Взаимодействие этой массы и магнитного поля черной дыры порождает мощный выброс, который в виде узкой струи устремляется в космос. Длина такого выброса достигает сотен и тысяч световых лет.

Московские и крымские ученые на основе интерферометрических наблюдений предложили новаторский подход к определению физический параметров, определяющих активность этих объектов. Причем, оказалось, что выдвинутая гипотеза хорошо сочетается с другими знаниями об этих космических объектах и укладывается в математические уравнения.

«Раньше предполагали, что джет имеет коническую форму, расширяясь по мере удаления от своего ядра — основания. Причем, считалось, что плазма в джете разогнана в начале до максимальной скорости и на всем его протяжении распространяется равномерно. Однако, ранее мы показали, что, наоборот, джет имеет форму параболы, а вещество в нем движется не равномерно, а разгоняется на каждом этапе пути. Эти данные существенно противоречат общепринятому методу оценки магнитного поля в джетах. В нашей новой работе мы предложили такой метод определения магнитного поля в джетах, который согласован с новой картиной формы джетов и ускорения плазмы в них. Хотя этот метод требует больше наблюдательных данных, он позволяет легко экстраполировать величину поля с парсековых масштабов на масштабы гравитационного радиуса, то есть заглядывать в самое сердце активной машины», — объяснила суть новых предположений Елена Нохрина.

«Новые наблюдательные данные позволили усовершенствовать способ, которые астрофизики прежде использовали для расчета свойств джетов — так называемый метод сдвига ядра. Он заключается в том, что видимое основание джета в радиодиапазоне смещено от своего истинного положения и зависит от частоты излучения, что в свою очередь позволяет определять напряженность магнитного поля в непосредственной близости от центральной машины источника», — добавил Александр Пушкарев.


  
Изображение джета в галактике М87 (обсерватория Радиоастрон, частота: 1668 МГц)


Для примера ученые применили свое понимание природы джета к галактике М87 и квазару NGC 315. Эти объекты хорошо изучены в ходе реализации международного проекта Телескопа Горизонта Событий и по данным наблюдений на других интерферометрах со сверхдлинными базами. Сделанные расчеты показали, что новая теория хорошо сочетается с прежде известными данными.

Как считают авторы научной работы, предложенная модель поможет не только в изучении сверхмассивных черных дыр и их джетов, но также даст возможность открыть новые экзотические объекты, которые в настоящее время существуют в виде гипотез.

«В частности, известно, что скопления вещества в аккреционном диске вокруг черной дыры, не могут образовать магнитные поля с энергией более 104 Гс (гаусс). Значит, усовершенствованный нами метод сдвига можно использовать как индикатор. Если мы зафиксируем объекты с энергией магнитного поля, которая превышает этот уровень, то можем предположить наличие новых неизвестных прежде форм пространства-времени», — пояснила Елена Нохрина.

Например, благодаря более точному пониманию природы джета астрофизики получат новый инструмент для поиска в космосе таких высокоэнергетических объектов, как «кротовые норы» или, как их называют за рубежом, «червоточины». Это гипотетические «тоннели», которые из-за неравномерности пространства-времени могут напрямую соединять удаленные точки Вселенной.

Другой тип объектов, неизвестных науке, которые можно обнаружить, используя предложенные модели, — это кварковые звезды. Так называют астрофизики называют гипотетические массивы в космосе, которые состоят не из атомов, а из кварков — самых элементарных «кирпичиков» материи.

В ближайшей перспективе новая модель джетов может быть полезна при подготовке научной программы российской космической обсерватории «Спектр-М», запуск которой запланирован в начале 2030 годов. Одна из задач этой миссии — поиск «кротовых нор» в квазарах.


Работа опубликована:
Core shift in parabolic accelerating jets
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 528, Issue 2, February 2024, Pages 2523–2532
E. E. Nokhrina, A. B. Pushkarev
https://doi.org/10.1093/mnras/stae179


Прогноз климатических изменений на Южном берегу Крыма до 2040 года



19.02.2024 г.


Жизнь на Земле и ее будущие состояния напрямую зависят от интенсивности поступающего интегрального потока энергии, излучаемой Солнцем, - так называемой астрономической солнечной постоянной. Возможные изменения климатических параметров прогнозируются с помощью соответствующих моделей, что в связи с нерешенностью вопросов в изучении причин изменения скорости вращения Земли, механизма солнечно-земных взаимодействий, океана, атмосферы и процессов внутри Земли, носят статистический характер и нуждаются в уточнении с использованием наземных и космических наблюдений.

Сумма всех известных на сегодняшний день фактов подтверждает существование процесса глобального потепления. Модели развития этого процесса носят статистический характер и часто не учитывают специфику местных условий. Данный факт подтверждает анализ измерений среднегодовой приземной температуры воздуха в городах Краснодар и Ялта, проведенный учеными Крымской АО. Расхождения наземных и космических измерений приземной температуры воздуха в Краснодаре до 1990 г. не превышают погрешности данных (±0.7℃). После 1990 г. наиболее значительные кратковременные расхождения наблюдались в 2014 г. (-1.12℃) и 2016 г. (1.33℃).

По данным о среднегодовых приземных температурах воздуха в Ялте на интервале с 1869 по 2022 гг. построена модель долговременных тенденций и вычислен прогноз до 2040 г. с 95% уровнем достоверности (см. рис.).

Анализ модели прогноза среднегодовой температуры приземного воздуха свидетельствует о постепенном снижении среднегодовой температуры даже при наличии кратковременных импульсов ее повышения. Скорость снижения среднегодовой температуры по наземным наблюдениям несколько выше, чем по космическим, что, вероятно, связано с более полным учетом местных условий при наземных наблюдениях.


Работа опубликована:
Wavelets in the analysis of local time series of the Earth's surface air
Heliyon, 2024, Vol.10(1), e23237
A. Volvach, G. Kurbasova, L. Volvach
https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e23237


Модернизация пятиканального UBVRI фотометра-поляриметра АЗТ-11



24.01.2024 г.


На телескопе АЗТ-11 (1.25 м), после модернизации оптической системы с заменой главного и вторичных зеркал, проведена модернизация системы регистрации и управления пятиканального UBVRI фотометра-поляриметра. Первые наблюдения показали низкую инструментальную поляризацию новой оптической системы телескопа.

Ниже приведены измерения степени линейной поляризации стандартной малополяризованной звезды HD 65583 и ошибки их измерения:

U     0.18 ± 0.08%
B0.08 ± 0.04%
V0.09 ± 0.05%
R0.04 ± 0.02%
I0.14 ± 0.03%