Category: космос

Category was added automatically. Read all entries about "космос".

krym

Научно-фантастическая трилогия "Астровитянка": финальная информация

Полагаю, что бумажных переизданий научно-фантастической трилогии "Астровитянка", видимо, больше не будет. Поэтому подвожу итоги и снимаю посты про отдельные тома, делая на них ссылки. Первый том был опубликован в 2008 году, второй - в 2009-м, третий - в 2010. Супертом содержит все три книги:

Первая книга вышла еще тремя дополнительными изданиями - в карманном формате и мягкой обложке, а также с разделением на две части: "Космический маугли" и "Уравнение будущего". Самое свежее издание 2016-2017 года вышло с иллюстрациями Дм.Никулушкина:

Советовать, где купить в бумаге, не могу - потому что все практически раскуплено.
Но ищущий - всегда найдет. Всем моим читателям - большое спасибо!

P.S. Некоторые прошлые посты об Астровитянке и обсуждение отдельных томов:
https://don-beaver.livejournal.com/83867.html
https://don-beaver.livejournal.com/178988.html
https://don-beaver.livejournal.com/66729.html
P.P.S. Аудиокнига "Астровитянка" в шести частях: https://don-beaver.livejournal.com/197274.html
krym

УРА про Челябинский метеорит

Мне недавно задали несколько вопросов для издания ура.ру по "монетизацию метеоритов" - и один абзац из этих ответов опубликован:

— На фоне такого мощного информационного освещения оригинальное здание не только отразило бы космическое событие 2013 года, но и стало бы узнаваемым брендом Челябинска — о таком шансе другие города только могут мечтать! Я только что закончил научно-фантастический роман «Юпитер-Челябинск», главным героем которой стал Челябинский суперболид и сам Урал...
https://ura.news/specials/iamural/news/1036280690


Зато читатели моего ЖЖ могут ознакомиться с полной версией моих ответов:

1. «А можно ли вообще заработать на метеорите? Были ли удачные прецеденты в мире?»

Метеориты представляют целую отрасль бизнеса: их показывают в крупнейших музеях мира за деньги, их можно купить в специализированных магазинах и в интернете. Крымские друзья скинулись и купили мне на юбилей три метеорита: железо-никелевый осколок в 25 грамм от аргентинского метеорита Кампо-дель-Сьело, который выпал более четырех тысяч лет назад; пластинку с превосходными видманштеттеновыми узорами от ещё более древнего шведского металлического метеорита Муонионалуста и красивую 9-граммовую пластинку палласита с вкраплениями полудрагоценных оливинов из магаданского метеорита Сеймчан, найденного в 1967 году. Лучший подарок в моей жизни! Развивается туризм, связанный со сбором метеоритов в пустынях и в Антарктиде, а также с экскурсиями в метеоритные кратеры, например, в сравнительно свежий Аризонский кратер, или в такое место, как Тунгуска. Если же говорить о заработке на суперболиде, подобном Челябинскому, то надо осознать, что прецедентов таких болидов просто не было. В Челябинском болиде главное не огромный камень, который упал в озеро Чебаркуль и сейчас лежит в музее, и не россыпь мелких метеоритов, которые собрали ученые и любители, а сам масштаб космического явления. Рядом по силе можно поставить только Тунгусский метеорит, но он случился над дикой тайгой в эпоху, когда у людей не было фотоаппаратов и интернета. Челябинский суперболид стал самым запечатленным, зафотографированным и информационно освещенным космическим событием за всю историю человечества – это неоспоримый факт. О нем узнало большинство землян, многие миллионы посмотрели видеозаписи его падения и взрыва. Для того, чтобы сделать это событие точкой туристического интереса, нужно было его овеществить, превратить в нечто материальное, соразмерное событию. Остаток болида в музее не может служить таким центром притяжения туристов, потому что метеоритов в музеях по миру много – и многие более эффектны и крупны, потому что накапливались миллионы лет. Нужно было как-то материализовать само недавнее событие, которое длилось считанные минуты, но оставило такой яркий след в умах и в информационном поле. Уроженец Челябинска, а сейчас немецкий политик Николаус Хауфлер, который приезжал на круглый стол в 2013 году, задавался вопросом: как туристу сфотографироваться рядом с Челябинским суперболидом? Если сравнивать с прецедентами, то на память приходят два примера – озеро Лох-несс, береговые жители которого сумели сделать озеро центром туристического интереса на мифе, ничем серьезным не подтвержденном, и городок Розуэлл, который раскрутил себя на легенде о зеленых человечках и летающей тарелке. Эти города сумели извлечь что-то из ничего; Челябинск же ничего не извлек даже из реального грандиозного события. На фоне такого мощного информационного освещения можно было бы построить оригинальное здание, которые бы не только отразило космическое событие 2013 года, но и стало бы узнаваемым брендом Челябинска – о таком шансе другие города только могут мечтать. Например, город Мышкин свою славу на мышах строит, потому что больше не на чем. А наша Челябинская область, которая всегда была ядерно-ракетным хребтом России, свой космический шанс и пик своей информационной известности бездарно упустила.

2. «Знакомы ли вы с *запахом метеорита* (миасские предприниматели делали ароматизаторы) и как он вам?»

Я видел в продаже такие флакончики и даже сфотографировал их, но желания попробовать на себе такой запах не возникло. Вряд ли этот аромат имеет какое-то отношение к метеориту.

3. «Были ли в вашей практике случаи, когда в бытовой ситуации (не в компании астрофизиков) неожиданным образом тема Челябинского метеорита проявляла себя?»

Когда меня раньше спрашивали за рубежом – из какого я города, то слово Челябинск иностранцам абсолютно ничего не говорило. Сейчас скажешь – город, где был суперболид Челябинск. И людей – вне зависимости от профессии и страны - сразу осеняет понимание: «А!»

4. «Может ли такая *беспечность* в освоении темы суперболида характеризовать сам Челябинск?»

Бюрократическая машина давно перестала быть паровозом, который что-то везёт - в ней почти весь пар уходит в свисток. Это хорошо продемонстрировал Илон Маск, который с компанией в несколько тысяч человек за несколько лет создал принципиально новые многоразовые ракеты и пилотируемый аппарат – и завоевал значительную часть рынка запусков, опередив как американские, так и российские гигантские космические компании.
Правильно сделали челябинские власти, что не замахнулись на уникальное метеоритное здание – потому что существующая бюрократическая машина оказалась неспособной построить за федеральные деньги даже вполне обычные здания: программа подготовки к саммиту ШОС оказалась провалена. Смешно слушать рассуждения о том, что отставание произошло оттого, что проект конгресс-центра был «не совсем рациональным». А кто этот проект заказывал, обсуждал и принимал? Засланные инопланетяне?

Но, как известно, народ обычно заслуживает своё правительство. Я помню, как многие челябинцы реагировали на идею постройки метеоритного здания. «Оно нам на голову упадет», «лучше детскую площадку сделать и красивые мусорные баки», «подумаешь – суперболид, лучше поговорим о нас». Кажется, половина южноуральцев до сих пор полагает, что это был не болид, а секретная ракета, которую то ли запустил, то ли сбил пьяный полковник из соседнего подъезда. Да и в коронавирус они не верят – в трамваях показывают пальцем на людей в масках и смеются.

Илон Маск показывает: прорывы могут быть только на индивидуальном уровне или в компактной группе. Ваш вопрос сынициировал интересную идею. Я только что закончил научно-фантастический роман «Юпитер-Челябинск», главным героем которой стал Челябинский суперболид и сам Урал (названия некоторых глав чего стоят: «Челябинск», «Таганай», «Кисегач», «Златоуст», «Чебаркуль»). Действие разворачивается в 2013 году и в 23 веке, на спутнике Юпитера и на Урале, возле Луны и в Белом доме. Думаю, что к концу года книга выйдет. Если найдется меценат, то по книге можно снять недорогой научно-фантастический блокбастер. Могу быстро написать к нему сценарий, и уже даже есть режиссер, готовый снимать. Если разбогатею на этом фильме, то за свой счет построю оригинальное метеоритное здание в Челябинске, потому что я один из тех челябинцев, которые всерьёз заботятся о славе родного города. В этой идее много «если», но лучше так мечтать, чем совсем никак.
krym

Валентина Владимировна Прокофьева-Михайловская (1929-2020)

С запозданием и с большим прискорбием узнал, что не стало видного крымского ученого, доктора физико-математических наук Валентины Владимировны Прокофьевой-Михайловской. Это был светлый человек и настоящий астроном, прозорливый и плодотворный. Вот сообщение от КрАО: http://crao.ru/ru/?id=112
Я с ней знаком более тридцати лет (мы были соавторами с 1995 года) – и все эти годы восхищался этой женщиной, которую жизнь совсем не баловала, но которая с поразительным энтузиазмом, упорством и трудолюбием добилась выдающихся результатов в науке, успев вырастить и воспитать дочь Ксению. У Валентины Владимировны много научных успехов, но я скажу только об одном достижении: открытии двойных астероидов.
РИА Новости включили недавно это достижение в десятку лучших результатов крымской науки: "В начале 1990-х годов сотрудница Крымской астрофизической лаборатории Валентина Прокофьева – Михайловская открыла двойственность ряда астероидов и неоднородность их поверхности. В настоящее время под ее руководством создана и используется методика дистанционного определения размеров пятен на поверхностях безатмосферных тел Солнечной системы. В 1995 году в ее честь астероид, пересекающий орбиту Марса, №6172 получил имя "Prokofeana".
(РИА Новости Крым: https://crimea.ria.ru/society/20200502/1118235535/Komety-kratery-i-asteroidy-TOP-krymskikh-astronomicheskikh-otkrytiy.html)"

Вот как описано это открытие в нашей совместной статье «Двойные астероиды и одиночество Луны», в «Науке и жизни», 2015 год (https://www.nkj.ru/archive/articles/27310/)
«Ключевым пунктом новой планетологической революции стало открытие спутников астероидов. Важнейшую роль в этом сыграли наблюдения крымских астрономов. В Симеизской обсерватории, организованной в 1908 году на берегу Черного моря, велись активные наблюдения астероидов, которые продолжились и в Крымской астрофизической обсерватории, возникшей в поселке Научном в начале 50-х годов. Всемирно знаменитой стала группа крымских астрономов во главе с Н.С. Черных, открывшая многие сотни крупных астероидов. Эти наблюдения были в основном позиционными, но в 1988 году в Крымской астрофизической обсерватории появилось новое научное направление: под руководством доктора физико-математических наук В.В. Прокофьевой-Михайловской начались астрофизические наблюдения астероидов и переменных звёзд, в частности, телевизионные наблюдения блеска астероидов. Телевизионный комплекс был смонтирован на телескопе с диаметром зеркала 0.5 метра. Необходимость во внедрении телевизионной техники наблюдений была вызвана и тем, что в конце 80-х возникли перебои с поставками астрономических фотопластинок из Германии и США.

В новую группу вошли Л.Г. Карачкина, опытнейший наблюдатель, открывший более 130 новых астероидов; А.Н. Абраменко, энтузиаст телевизионных наблюдений, высококвалифицированный инженер, на котором держалась вся материальная часть аппаратуры; В.В. Бочков, отвечавший за программирование, Л.В. Журавлева, Е.П. Павленко, Л.М. Шарипова, а также В.П. Таращук. В наблюдениях и обработке данных участвовали М.И. Демчик и студенты, приезжавшие на практику.
Для первых наблюдений были выбраны астероиды (87) Сильвия и (423) Диотима. Фотометрические измерения велись одновременно в трёх областях спектра. Для определения экстинкции (коэффициента поглощения) земной атмосферы каждую ночь наблюдались звёзды-стандарты, расположенных вблизи траектории исследуемого астероида. Время экспозиции обычно составляло 1-5 минут для ярких астероидов. Точность фотометрических измерений колебалась от одного до нескольких процентов в зависимости от блеска астероидов и погодных условий.

Наличие мультипериодичности в изменениях блеска астероидов могло свидетельствовать о двойственной или более сложной структуре астероида. Частотный анализ фотометрических данных астероидов проводился с помощью алгоритмов В.В. Прокофьевой-Михайловской. Отметим, что большое значение имела регистрация показателей цвета астероида. Изменение со временем показателей цвета несло информацию о цветовых пятнах на поверхности астероида или его спутника. Частотный анализ показателей цвета давал возможность выделения периодов вращения компонентов.

Характерная переменность, зарегистрированная у астероида (87) Сильвия, доказывала, что этот астероид имеет спутник – что и было объявлено в статье 1992 года в «Астрономический журнал»: «Астероид 87 Сильвия – двойной» (Прокофьева В.В., Демчик М.И.). Признаки двойственности крымские астрономы нашли и у Диотимы, блеск которой менялся с периодом 14.89 часа и 4.56 часа. Последний период связан с собственным вращением Диотимы, а период около 15 часов должен соответствовать периоду орбитального обращения спутника Диотимы.
Никто из крымских астрономов не рассчитывал на обнаружение спутников астероидов. Но кропотливые наблюдения с хорошим телескопом и качественной аппаратурой, вместе с аккуратной обработкой полученных данных, принесли свои результаты. Л.Г. Карачкина отметила: «Открытие двойных астероидов именно у нас в телевизионной группе было той случайностью, которая зиждется на десятке железных закономерностей».

Крымским астрономам мало кто поверил, потому что их наблюдения противоречили существующей планетологической парадигме. Астероиды считались обломками или строительным мусором на месте несформировавшейся планеты. Какие у них могут быть спутники?
Недоверие сразу исчезло, когда в 1994-м году межпланетная станция «Галилео» неожиданно сфотографировала у астероида Иды спутник Дактиль.»
(цитируется по тексту статьи из https://don-beaver.livejournal.com/164361.html)

Обращаю внимание на даты – несколько лет проводились наблюдения и анализ данных, которые привели к выводу о двойственности астероидов и публикации в 1992 году. В 1993 году станция «Галилео» пролетела возле Иды (второй астероид на пути станции, после астероида Гаспра), но из-за технических проблем переправила фотографии Иды на Землю только в феврале 1994 года. На этих фотографиях – всего у второго исследованного вблизи астероида! - и обнаружился спутник Дактиль. Уже в 1995 году вышла статья Прокофьевой, Таращук и Горькавого в УФН «Спутники астероидов» (мой вклад там скромен – некоторые теоретические расчеты стабильности орбит) https://ufn.ru/ru/articles/1995/6/d/, в которой утверждалось:
«В Солнечной системе открыто и занумеровано более 6000 астероидов, около 500 детально исследованы различными методами. В настоящем обзоре собраны наблюдательные свидетельства того, что не менее 10% из них могут состоять из двух или более тел. Подтверждением этого явилось открытие с борта космического аппарата «Галилей» спутника у астероида Ида. Оно символизирует смену и наблюдательных, и теоретических парадигм. Наземные и космические наблюдения астероидов современными средствами могут дать новый богатый материал для построения моделей двойных астероидов. Рассмотрение проблемы стабильности, происхождения и динамики их спутников показывает, что сфера стабильного существования спутника достигает нескольких сотен радиусов астероидов. Высказано и обосновано предположение, что происхождение спутников астероидов может быть объяснено в рамках единой аккреционной модели образования спутников планет».

10% - такую оценку численности спутников астероидов дали Валентина Владимировна Прокофьева и Вера Павловна Таращук - на основе своих наблюдательных работ и после единственного сфотографированного вблизи спутника. Второй спутник астероидов был открыт только 1998 году. Сейчас (на 2020) открыто более 400 спутников астероидов, центавров и транснептунов. Осторожные, поэтому заниженные, оценки в Wiki дают 2% двойственности для астероидов главного пояса, 11% для транснептунов, причем среди крупнейших транснептунов большинство имеет спутники.

То есть В.В. Прокофьева-Михайловская со своей группой сделала то, что удалось единицам за историю астрономии: открыть новый класс объектов Солнечной системы. Это действительно смена парадигмы. Такое открытие сделали Галилей, обнаруживший спутники Юпитера, и Гершель, открывший новую планету Уран. Такое открытие сделал Пиацци, открывший первый астероид, а также Томбо, который нашел первый транснептун Плутон. И Прокофьева, которая открыла спутники у астероидов. Вот собственно, и все – пальцев одной руки хватило. Так как Плутон долгое время считался планетой, то к открывателям нового класса тел в Солнечной системе можно отнести двух астрономов Jewitt и Luu, которые открыли в 1992 году первый транснептун (помимо Плутона).
После присуждения Нобелевских премий всегда слышатся возмущенные голоса советских/российских ученых/политиков/журналистов – а почему не дали Нобелевскую премию такому-то советскому/российскому первооткрывателю? И мне всегда хочется спросить – а что вы, советские/российские ученые/политики/журналисты дали этому человеку? Как вы его прославили на отечественных просторах? Какими официальными наградами вы его осыпали? Ведь отечественной славы у таких людей, очевидно, должно быть больше, чем международной – потому что они свои. И тут, как правило, выясняется, что с отечественными наградами у этих первооткрывателей совсем не густо, если не пусто. Так неужели вы думаете, что какой-то шведский дядя с американскими экспертами будет уважать ваших выдающихся людей больше, чем вы сами? Если свои на них плюют, так и чужие будут. И нечего потом жаловаться, а просто посмотрите в зеркало – и плюньте в него.

В.В. Прокофьева-Михайловская – это яркий пример такого пренебрежения к отечественным талантам, достижения которых могут претендовать на Нобелевскую премию. Я говорю абсолютно серьезно, без тени преувеличения. Как раз есть с чем сравнить - Jewitt и Luu, которые сделали свое открытие первого транснептуна примерно в те же годы. Нобелевку они не получили (она плохо приспособлена для астрономов), зато получили по две премии: Shaw (1.2 миллиона на двоих) и Kavli (по миллиону каждому) – что в сумме больше Нобелевки. Как и Нобелевскую премию, которую основал швед Нобель, эти две премии установили два богатых мецената из Гонконга и Норвегии.

Что же получила Прокофьева за свое выдающееся – примерно раз в сто лет – научное достижение? В 1995 г. соавтор Людмила Карачкина назвала в ее честь астероид № 6172 («Prokofeana» https://ssd.jpl.nasa.gov/sbdb.cgi?sstr=6172;old=0;orb=0;cov=0;log=0;cad=0#phys_par ). От администрации КрАО было получено увольнение тогда, когда Валентина Владимировна вполне ещё могла работать. От отечественных властей и меценатов, которые меряются яхтами и особняками, - ничего.

Что ж, в памяти многих людей Валентина Владимировна Прокофьева-Михайловская навсегда останется эталоном ученого и достойнейшим человеком. Пусть космическая гора высотой в несколько километров с именем «Прокофеана», которая будет вечно кружить вокруг Солнца (даже тогда, когда на Земле не останется ни одного миллионера или политика), станет достойным памятником этой замечательной женщине.


Валентина Владимировна в 2008 году.
krym

Юпитер и Сатурн - два колеса космического поезда -II

Приятели говорят, что у меня руки по локоть в крови (соседей по науке), на самом деле - я добрейший человек, совсем не зверь. Вот диаграмму нарисовал про поезд Юпитер-Сатурн:



Берем короткий отрезок орбиты и принеберегаем медленным собственным вращением Луны. Показано два момента времени и колесо с красной полоской. Случай А - полоска не повернулась. Автомобилисты легко поймут мою терминологию: Луна является случаем мертвого тормоза или юза, когда колесо намертво заклинилось и юзит по земле (по рельсу), сгребая впереди камушки (синие стрелки).
Случай B (Земля) - колесо все еще юзит, при этом медленно вращается, поэтому камушков сгребает поменьше. Красная полоска показывает поворот колеса, но не в полоборота.
Случай С (Юпитер и Сатурн) - плавное качение без юза. Красная полоска сделала точно половину оборота, как и полагается на отрезке пути длиной в ПиЭр.
Случай Д (гипотетический) - если бы Сатурн без уменьшения его собственного вращения переместить на орбиту Урана или Нептуна, где орбитальная скорость станет меньше экваториальной, то был бы случай пробуксовки - когда колесо вращается (красная полоска показывает поврот более полуоборота) почти вхолостую, а машина едет медленно. Камушки вылетают назад.

Полагаю, что случай "качения" Юпитера и Сатурна связан с солнечными приливами, которые заставляют планету застревать в такой скорости вращения - для уменьшения диссипации в приливных горбах. Может, взяться и посчитать, когда время будет?
krym

Юпитер и Сатурн - два колеса космического поезда

Давно наткнулся на загадочное совпадение скоростей собственного и орбитального вращения Юпитера и Сатурна. Вряд ли соберусь исследовать сам, тем более, что может в каких-то работах это уже изучали, но я об этом не знаю (кто-нибудь знает?). Может, какому-нибудь студенту пригодится как тема. Вот о чем идет речь (данные из Вики, каждый может проверить):
ЮПИТЕР
Экваториальная скорость вращения: 12.6 км/c
Орбитальная скорость движения: 13.07 км/c (средняя, эксцентриситет орбиты е=0.048775)
Это означает, что нижняя часть Юпитера, которая повернута к Солнцу, все время покоится - точно так же, как покоится нижняя точка колеса быстро мчащегося поезда.
Совпадение 0.47/12.6=3.7%
Отмечу, что вблизи апоцентра орбитальная скорость Юпитера уменьшается на ~5%, поэтому в какие-то периоды времени совпадение будет идеальным.

САТУРН
Экваториальная скорость вращения: 9.87 км/c
Орбитальная скорость движения: 9.69 км/c (средняя, е=0.05572)
Совпадение 0.18/9.87= 1.8%
Аналогичный покой нижней точки планеты относительно Солнца.
Вблизи перицентра орбитальная скорость Сатурна увеличивается примерно на ~6%, поэтому будут периоды точного совпадения.

Связаны ли это соотношения с повышенной эффективностью приливов от Солнца (или других планет) или с орбитальными резонансами Юпитер-Сатурн? Или просто случайные совпадения? Не знаю, но мне кажется, что здесь есть изюм. Этот космический поезд куда-то едет неспроста.

Это было упражнение для мозга. А вот сладкая парочка для отдыха глаз: позавчера крошка-енот и юный опоссум дружно грызли сухари у меня под окном:
krym

Яркие шаровые скопления как индикатор гало из темной материи

Свежая статья Burkert-Forbes:
High-Precision Dark Halo Virial Masses from Globular Cluster Numbers: Implications for Globular Cluster Formation and Galaxy Assembly
https://arxiv.org/abs/1901.00900
“We confirm that the number of globular clusters (GCs), NGC, is an excellent tracer of their host galaxy's halo virial mass Mvir. The simple linear relation Mvir=5×10^9 M⊙× NGC fits the data perfectly from Mvir=10^10 M⊙ to Mvir=2×10^15 M⊙. This result is independent of galaxy morphology and extends statistically into the dwarf galaxy regime with Mvir=10^8−10^10 M⊙, including the extreme ultra diffuse galaxy DF44. As this correlation does not depend on GC mass it is ideally suited for high-precision determinations of Mvir”.

Речь идет о том, что полную (то есть с темной материей вместе) массу галактик в интервале пяти порядков можно вычислять с помощью простых подсчетов шаровых скоплений звезд возле данных галактик и умножения этого числа на 5*10^9 солнечных масс. Эта тема давно разрабатывается – и эта статья просто самая свежая и полная. Действительно, интересно: масса шаровых скоплений составляет доли процента от общей массы галактики (у нашего Млечного Пути их открыто 157, у Андромеды – около пятисот) – и с какого перепугу эти шарики стали прекрасным способом определять массу темного гало, состоящего из загадочных элементарных частиц (как считают квантовые космологи)? Насколько я понимаю, по светимости звезд, или по массе центральной черной дыры масса определяется хуже. Почему? Обратите внимание на эпитеты в абстракте: “excellent”, “perfectly”, “ideally”. Сами судите по основному графику работы (синюю и красную линии и линейки возле оси нанес я):



Действительно, превосходная зависимость, за исключением легких галактик, возле которых ярких скоплений просто нет. Давайте продолжим линию графика красной штриховой линией. Она упирается в вертикальную ось на 2.7 порядка ниже нуля.
Что означают эти результаты? Рассмотрим нашу модель, по которой темная материя состоит из «темных» шаровых скоплений из черных дыр и нейтронных звезд. Только небольшая часть (~1/1000) таких скоплений смогла захватить водородное облако и запустить процесс звездообразования – то есть стать обычным шаровым скоплением ярких звезд. Остальные продолжают двигаться невидимками в галактическом гало. Что хорошего в этой модели?
- Она объясняете частоту слияний черных дыр и гравитационные всплески, регистрируемые ЛИГО;
- Она легко снимает ограничение по гравитационному линзированию, потому что поймать в телескоп такое темной скопление, например, на фоне Магеллановых облаков, очень трудно;
- Она объясняет, почему вокруг Солнца на межпланетных и межзвездных масштабах нет темной материи;
- Она согласуется с нашими расчетами количества черных дыр;
Вышеприведенная статья выявляет еще один плюс этой модели:
- Становится понятным: почему масса галактик(=масса темного гало) хорошо коррелирует с числом ярких шаровых скоплений. Потому что за каждым ярким скоплением кроется гораздо большее количество «темных» родственников. (И это сразу отправляет волшебные "аксионы" туда, где им и полагается быть: в страну фэнтези).
- Если составить вышеприведенный график не для ярких скоплений, а для темных, то значения числа скоплений по оси Y вырастет в 1000 раз, и график спокойно продолжится вдоль штриховой линии еще на три порядка массы – до логического предела, когда самые легкие галактики сходятся с самыми тяжелыми шаровыми скоплениями.
Это продолжение графика – не железный аргумент, но признак того, что мы на правильном пути.

К сведению друзей-астрономов - вот прекрасная задача для студентов, аспирантов и прочих умных ребят: поискать в данных астрометрического спутника Гайя признаки темных шаровых скоплений, какое-то количество которых должно пролетать через галактический диск из звезд и возмущать звёздные траектории. Если нужно что-то обсудить и проконсультировать - всегда пожалуйста.
krym

Темная материя как черные шаровые скопления

Ну что друзья-астрономы и прочие интеллектуалы: проведем виртуальный семинар, раз они вошли в моду? Докладчик заявился только один ;)

Итак, идет большая война вокруг того, можно ли объяснить темную материю черными дырами (квантовые космологи не спешат расставаться со своими аксионами и прочими милыми сердцу финтифлюшками). И вот какой кусок из моей обзорной статьи хочется обсудить. Здесь нет ничего нового, лишь изложение идей других людей с моими оценками, но тем не менее...

"Многие специалисты считают, что гипотеза о том, что темная материя целиком состоит из черных дыр и нейтронных звезд, находится в противоречии с наблюдательными данными по гравитационному линзированию звезд в Магеллановых облаках (см. обзор и ссылки в статьях Долгова, 2018 и Belotsky et al, 2019). Если вокруг Галактики есть достаточно однородное гало из черных дыр или нейтронных звезд, то они должны загораживать обычные звезды соседних галактик, что вызовет резкое увеличение светимости этих звезд. Но если черные дыры имеют тенденцию к созданию скоплений, то это наблюдательное ограничение теряет силу (см. например, анализ Clesse and Garcia-Bellido, 2017; Belotsky et al, 2019).

Действительно, в галактическом гало располагаются большое количество шаровых скоплений с размером ~100 световых лет и с числом звезд ~10^4-10^6. Предположим, что аналогичную тенденцию к образованию шаровых скоплений имеют реликтовые черные дыры. Такие «черные» шаровые скопления будут практически невидимы и могут быть зарегистрированы только двумя способами: если черные дыры в них сливаются, что порождает всплеск регистрируемых гравитационных волн, или если черные дыры в таком кластере служат гравитационными линзами. Пусть типичное «черное» шаровое скопление состоит из ~10^5-10^6 черных дыр со средней массой дыры в ~30 масс Солнца и с общей массой в ~3*10^6 - 3*10^7 масс Солнца. Для формирования темного гало с массой в ~10^12 солнечных масс потребуется 3*10^4 - 3*10^5 таких «черных» шаровых скоплений. Если размер черного шарового скопления ~10 световых лет (Belotsky et al, 2019 рассматривает скопление черных дыр с размером порядка парсека), и они располагаются на расстоянии ~10^5 световых лет, то на небе общая площадь «черных» шаровых скоплений составит ~1 кв. градуса. Равномерное распределение «черных» шаровых скоплений по всей небесной сфере с площадью в 41253 кв. градуса означает малую вероятность того, что такое скопление попадет на линию между телескопом и звездами Магеллановых облаков. Поэтому наблюдения гравитационного линзирования в локальных участках неба ничего не смогут сказать о кластерах черных дыр, хотя эти наблюдения могут дать оценку фоновых, рассеянных черных дыр, не вошедших в скопления (или вылетевших из скоплений после взаимного слияния). Отметим, что такие черные шаровые скопления могут вызывать эффект линзирования как суммарным гравитационным полем, так и полем отдельных дыр, входящими в их состав.

Существование большинства черных дыр в плотных кластерах, подобных шаровым скоплениям, решает проблему генерации гравитационных волн, которые регистрируются ЛИГО. Такие волны возникают при слиянии двух черных дыр, но оставалось непонятным - как встретились в пространстве две черные дыры с размером ~100 км. Ведь черные дыры, как и нейтронные звезды, возникнув при взрыве сверхновой, получают такой импульс, что покидают своего компаньона по возможной двойной системе. Другие варианты образования двойных систем из черных дыр или нейтронных звезд маловероятны (см., например, Долгов, 2018). Слияния черных дыр и нейтронных звезд, находящихся в плотных шаровых скоплениях, решают эту проблему. Таким образом, LIGO регистрирует слияние реликтовых дыр и нейтронных звёзд из «черных» шаровых скоплений.

Гравитационные неустойчивости с учетом вязкой диссипативной среды сжатой Вселенной (см. например, Горькавый и Фридман, 1994) должны приводить к эффективному разбиению популяции реликтовых черных дыр на кластеры различных масштабов. Вероятно, к моменту формирования облаков из нейтрального водорода, черные дыры уже были организованы в иерархию скоплений различного масштаба. Самые крупные кластеры черных дыр захватили достаточное количество газа и превратились в эллиптические и спиральные галактики. Скопления средних размеров, в случае аккреции достаточного количества газа могли превратиться в яркие карликовые галактики, такие как Магеллановы облака, а могли остаться очень тусклыми скоплениями, которые на 99.9% состоят из темной материи – восемь таких карликовых галактик найдено среди спутников Млечного пути (Simon and Gena, 2007). Видимо, среди небольших и плотных скоплений черных дыр лишь немногие сумели захватить количество водорода, достаточное для активного звездообразования. Такие скопления превратились в шаровые скопления, которые содержат в центре кластер черных дыр, возможно, с IMBH. Остальные кластеры черных дыр остались в виде «черных» шаровых скоплений. Эти скопления постепенно собрались вокруг галактик, образовав массивное гало темной материи.

Поиск «черных» шаровых скоплений представляется одной из самых интересных задач для наблюдательной астрономии. Шаровые скопления с аномально высоким содержанием темной материи (“dark globular clusters”) уже найдены в одной из эллиптических галактик (Taylor et al, 2015). Отметим, что число шаровых скоплений хорошо коррелирует с массой галактик, подавляющую часть которой составляет гало из темной материи (Burkert and Forbes, 2020), что объясняется постоянством соотношения числа ярких и черных шаровых скоплений.

На наличие темной материи указывает отличие скоростей движения периферийных звезд от кеплеровского движения. Поэтому считалось, что Млечный путь имеет массивное гало темной материи, а шаровые скопления – нет. На самом деле, шаровое скопление может иметь в центре плотное скопление черных дыр, но оно не вызывает аномалии в динамике периферийных звезд. Отметим, что наблюдатели не смогли найти признаков темной материи в окрестности Солнца – и сейчас это понятно, потому что темная материя не рассеяна по всей Галактике, а содержится в плотных скоплениях. Число таких «темных» шаровых кластеров внутри тонкого газового диска Галактики может быть всего ~100 штук".
krym

Как пинаются эйнштейновские черные дыры?

Совсем не так, как ньютоновские! Часто эйнштейновскую теорию воспринимают как ньютоновскую, к которой добавили три известных эффекта, в которых Эйнштейн обычно не противоречил Ньютону, а усиливал его. Но мало кто знает, что существует эффект, в котором Эйнштейн и Ньютон приходят к противоположным выводам. Пусть у нас есть две черные дыры разной массы. Большая черная дыра покоится, а дыру поменьше мы отправим с небольшой скоростью по прямой линии на лобовое соударение с большой дырой. Что будет, когда дыры сблизятся и сольются? Ньютон уверенно скажет, что суммарная черная дыра будет двигаться в том же направлении, куда летела дыра поменьше. Только скорость суммарной дыры будет меньше из-за увеличения массы. Закон сохранения импульса!

В последние годы стали проводить множество численных экспериментов со столкновениями черных дыр. И, как выяснилось, две неодинаковые эйнштейновские черные дыры при слиянии ведут себя парадоксально: суммарная дыра начинает двигаться в направлении, откуда прилетела меньшая дыра! Это называется «Antikick», и он явно нарушает ньютоновскую логику.
Сейчас написано немало работ, в которых делаются попытки физической интерпретации этого «антипинка» - см. например, Rezzolla et al «Understanding the "anti-kick" in the merger of binary black holes”, 2010 (https://arxiv.org/abs/1003.0873). Эти интерпретации сделаны на основе гравитационных волн, анизотропной кривизны и т.д., но как-то они меня мало устраивали: хотелось что-то наглядное и убедительное. И вот чего придумал, хотя и не настаиваю – интерпретации часто вещь посложнее, чем расчеты.

Рассмотрим ситуацию с двумя дырами на языке потенциала GM/R, который их окружает. Это можно воспринимать как резиновую пленку, продавленную тяжелыми шарами. Легко увидеть, что для любых черных дыр, для которых 2GM/Rc^2=1, потенциал имеет одинаковую глубину на границе дыр: (c^2)/2. Таким образом, мы рассматриваем две сближающиеся воронки с одинаковой глубиной, но с разным размером плоского дна. Как известно со времен Эйнштейна, кружка выпадает из ослабевших рук и летит к земле, не потому что её притягивает Земля, а потому что она реагирует на окружающее её пространство, искривленное Землей. Если в какой-то момент Земля исчезнет, то кружка будет продолжать ускоренно падать – пока не получит сигнал об исчезновении Земли. Если перевести это на язык потенциала или воронки вокруг черной дыры, то какое-то тело, которое пытается вырваться из воронки, будет падать назад не из-за дыры, а из-за наклона воронки. Каждая часть черной дыры или любого гравитирующего тело падает в этой воронке, но падать приходится по кругу, что вызывает взаимную компенсацию и суммарный покой дыры или тела. И вот к нашей воронке приближается другая воронка и её потенциал складывается с нашим. Вокруг нашей дыры возникает асимметрия – склон, обращенный к маленькой черной дыре, становится пологим, а обратный склон только усиливается. И тогда большая черная дыра начинает двигаться из-за реакции на собственный потенциал – и начинает двигаться в направлении к меньшей дыре. Та тоже ускоряется по аналогичной причине, только реагируя на свой потенциал с противоположной стороны. А когда две дыры сталкиваются, то оказывается, что большая массивная дыра обладает большим импульсом (который, напоминаю, она набрала от асимметрии собственного потенциала) – и суммарная дыра начинает двигаться в том же направлении, что и большая дыра – или в обратном направлении к движению малой дыры.

Мне кажется это объяснение более наглядным. Конечно, понятно, что закон сохранения импульса выполняется - и это гравитационная волна унесла импульс, разрешив всей системе двигаться совсем не туда, куда думал Ньютон. Но тут важно, что это волна не классического периодического типа, а нечто вроде одинокого склона потенциала, по которому скатилась слившаяся дыра, а сама волна отправилась восвояси. Как я полагаю, именно такой склон потенциала и отвечает за антигравитацию, вызвавшую Большой Взрыв. Ведь если взять такие пары неодинаковых дыр, построить из них сферическую оболочку, а потом разом «подорвать» все дыры, то оболочка из суммарных дыр будет разлетаться во все стороны из-за очевидно отталкивающего потенциала, хотя, как мы знаем из учебников, гравитация «всегда притягивает».
krym

Откликной хребет для космической фантастики

У меня на стене висит картина маслом - Откликной хребет, расположенный возле Златоуста. Краски на картине поярче, чем на фото, но общее впечатление фото дает:



Мне очень нравится эта картина. А вам? Буду рад услышать ваше мнение, но только составьте его сначала, а потом кликайте на "читать дальше". Думаю использовать эту картину в качестве иллюстрации для книги "Юпитер-Челябинск", потому что герои путешествуют мимо этого хребта.
Collapse )
krym

Письма в Астрономический журнал

Огромная просьба к друзьям-астрономам и другим интеллигентным людям, которые имеют доступ в библиотеку с астрономическими журналами, невзирая на коронавирус (специально ни в коем случае ходить не надо!)

Нужны сканы двух статей на русском языке, которых почему-то у меня не оказалось в виде оттисков, хотя должны были быть!

Горькавый Н.Н. Формирование спутниковых систем: прямые и обратные спутники Юпитера и Сатурна. Письма в Астрон. Журнал. Декабрь 1993. Т.19, С. 1108-1127.

Горькавый Н.Н., Тайдакова Т.А. Модель формирования спутников Юпитера, Сатурна и Нептуна. Письма в Астрон. Журнал. Декабрь 1995. Т.21, С. 939-945.

Мой е-мейл astrovit()yandex.ru
Если надо, то взамен готов помочь с иностранными статьями, к которым доступ затруднён, а у меня может случиться, что он есть.
Спасибо!