АСТРОФИЗИКА

Орбитальная обсерватория ГРАНАТ

В 1998 году обсерватория ГРАНАТ провела две серии наблюдений Центра Галактики (см. таблицу) общей продолжительностью около 450 часов. Построены изображения этой области в жестких рентгеновских лучах, исследованы спектральные свойства шести источников (рентгеновских барстеров, пульсаров, кандидатов в черные дыры).

Телескоп СИГМА.
По данным телескопа СИГМА в 1998 году были проведены следующие работы:
  • Детально исследованы спектральные и временные свойства рентгеновского источника GX 339-4 (черная дыра в маломассивной двойной системе). Обсерватория ГРАНАТ провела наблюдения четырех последовательных вспышек жесткого рентгеновского излучения от этого источника в 1990-1994 гг. Высказано предположение, что, наблюдаемые вспышки связаны с неустойчивостью потока вещества падающего на черную дыру, возникающей из-за прогрева рентгеновским излучением.
  • Представлены результаты квази-одновременных наблюдений рентгеновской новой (черной дыры) созвездии Змееносца (GRS 1716-249) обсерваториями МИР-КВАНТ и ГРАНАТ. Исследована эволюция спектра и хаотической переменности источника. Проведено детальное сравнение свойств объекта с другими аккрецирующими черными дырами. Зарегистрирована повторная вспышка рентгеновского излучения от источника. Анализ наблюдений обсерваторий ГРАНАТ и RXTE других двух рентгеновских новых (GRS 1009-45 и XTE J1755-324) позволяет с уверенностью добавить и эти источники к списку кандидатов в черные дыры.
  • Рентгеновский пульсар GX 1+4 регулярно наблюдался обсерваторией ГРАНАТ, начиная с 1990 г. Построена геометрическая модель формирования наблюдаемых профилей импульса пульсара. Найдена связь между долей пульсирующего излучения и высотой аккреционной колонки.
  • Проведен подробный анализ наблюдения рентгеновского источника GRS 1758—258 обсерваторией ГРАНАТ в 1990--1998 гг. Жесткость спектра и временная переменность на коротких временных масштабах характеризуют этот источник как аккрецирующую черную дыру. Кривая блеска источника на масштабах порядка месяцев и лет радикально отличается от кривых блеска большинства черных дыр, найденных в Галактике, которые являются тразиентами. Анализ поведения источника GRS 1758--258 на больших временных масштабах позволяет наложить важные ограничения на параметры орбитальной системы.
Телескоп АРТ-П.
В 1998 году продолжалась работа, связанная с обработкой и анализом архивных данных, полученных телескопом АРТ-П обсерватории "ГРАНАТ" в ходе наблюдения ряда галактических рентгеновских источников. В частности, проведено исследование рентгеновской переменности пульсара Cen X-3 во время предзатменного "дипа" и в начале затмения. Показано, что наблюдающиеся свойства источника определяются рассеянием и поглощением его излучения в облаке газа, находящемся на луче зрения (вероятно, струе вещества, вытекающего из оптической звезды-компаньона и втекающего в аккреционный диск). Во время затмения наблюдались дополнительные компоненты излучения, связанные с рассеянием фотонов в звездном ветре оптической звезды и рентгеновским разогревом газа в ближайшей окрестности пульсара, ведущем к эмиссии в линии 6.7 кэВ сильноионизованного железа. Выполнено исследование спектров излучения рентгеновского барстера GX3+1 во время всплеска и в спокойном состоянии. Обсуждена роль многократных томсоновских рассеяний, происходящих в пограничном слое между поверхностью нейтронной звезды и аккреционном диском, в формировании непрерывного рентгеновского спектра этого источника. Продолжалось изучение механизмов, ответственных за наблюдавшуюся сильную рентгеновскую переменность источника 4U1700-37.

Всенаправленный Рентгеновский Монитор ВОТЧ.
В 1998 году осуществлялся анализ данных, полученных прибором с момента запуска спутника Гранат в декабре 1989 г. Данные каталога локализации гамма-всплесков прибором ВОТЧ были использованы для поиска корреляции, а также послесвечений всплесков.

Детектор космических гамма-всплесков ФЕБУС.
Был продолжен анализ результатов наблюдений прошлых лет. В частности, опубликована третья часть каталога космических гамма-всплесков, охватывающая период с января 1993 по сентябрь 1994 гг. Детально исследовался вопрос о послесвечении в гамма-всплесках, результаты также подготовлены к публикации. Кроме того, продолжался поиск гамма-линий в спектрах высокоэнергичных солнечных вспышек. Получены новые результаты.



Обсерватория РЕНТГЕН на модуле КВАНТ космической станции МИР.

В 1998 г. продолжался долговременный астрофизический эксперимент РЕНТГЕН с помощью аппаратуры, установленной на модуле КВАНТ ОПС МИР. Весной 1998 года исполнилось 11 лет со дня запуска обсерватории РЕНТГЕН. Несмотря на этот рекордный для орбитальной работы срок, научные приборы комплекса полностью сохранили работоспособность и продолжают получать ценные научные данные, позволяющие исследовать различные типы источников космического рентгеновского излучения.
В связи с изменением технологии проведения научных сеансов на модуле КВАНТ и подготовки “сырой” телеметрической информации, были проведены значительные работы по переработке программного обеспечения. Был заново создан блок, обрабатывающий “сырую” телеметрическую информацию, поступающую с модуля КВАНТ, произведено разделение первичной информации по различным приборам, предварительная очистка и сортировка научных данных. Теперь весь цикл обработки данных с обсерватории РЕНТГЕН проводится на современной компьютерной базе – IBM-PC и рабочих станциях SUN-Sparc. Проведенная модернизация позволила существенно увеличить оперативность обработки поступающих научных данных.
В интернете был создан Web-site, посвященный модулю КВАНТ, обсерватории РЕНТГЕН. На нем приведены параметры обсерватории и отдельных приборов, важнейшие научные результаты, полученные обсерваторией, приведены публикации, сделанные на основе данных КВАНТа.

Телескоп c кодированной апертурой ТТМ.
Благодаря проведенной работе по планированию и управлению научным экспериментом РЕНТГЕН на модуле КВАНТ ОПС МИР в 1998 г. удалось провести 40 сеансов наблюдений ярких рентгеновских источников космического рентгеновского излучения с помощью рентгеновских спектрометров ГЕКСЕ и ПУЛЬСАР Х-1, а также рентгеновского телескопа с кодированной апертурой ТТМ. Во время этих наблюдений получена новая важная информация не только о точечных космических источниках рентгеновского излучения, но и о рентгеновском фоне областей неба, не содержащих ярких рентгеновских источников. Эти исследования включают:
  • наблюдения яркого транзиентного источника XTE J0421+560; этот источник, открытый спутником RXTE, привлек к себе особое внимание после того, как было обнаружено, что он испускает в радиодиапазоне симметричный джет, подобный джетам от источника SS433. Рентгеновский спектр XTE J0421+560 оказался необычайно жестким, а поток в максимуме вспышки достигал 1,8 Краб;
  • наблюдения рентгеновского пульсара Her X-1, включающее в себя исследование его спектра и измерение периода;
  • наблюдения кандидата в черные дыры, источника рентгеновского излучения Cyg X-3;
  • наблюдения “стандартного рентгеновского калибратора” – источника стабильного рентгеновского излучения Crab (остатка вспышки Сверхновой);
  • наблюдения кандидата в черные дыры, рентгеновского транзиента GS2023+338, компонента маломассивной двойной системы;
  • наблюдения кандидата в черные дыры, рентгеновского компонента массивной двойной системы – Cyg X-1;
  • наблюдения рентгеновского транзиента, кандидата в черные дыры - XTE J2012+381; источник, открытый обсерваторией RXTE, продемонстрировал сложный рентгеновский спектр – яркий мягкий спектр с жестким рентгеновским хвостом;
  • картографирование в июле-августе областей рентгеновского неба, не содержащих ярких рентгеновских источников.

Рентгеновский спектрометр НЕХЕ.
В 1998 году была продолжена обработка и интерпретация данных накопленных за период работы обсерватории. В этом году были опубликованы результаты долговременных наблюдений рентгеновских пульсаров GX 302-1 (ПАЖ т24 N2 с 83) иA0535+26 (ПАЖ т24 N5-6 c 415). По результатам обработки данных эксперимента аспирантом отдела Боркусом В.В защищена диссертация "Исследования галактических источников рентгеновского излучения приборами орбитального модуля МИР-КВАНТ. В настоящее время готовится к публикации статья по наблюдениям пульсара 4U 0115+63, а также каталог наблюдений по данным 1987-1996 гг.


Исследования космических гамма-всплесков

В 1998 году продолжались исследования космических гамма-всплесков, посвященные проверке гипотезы об их космологическом происхождении. Обнаруженный ранее эффект спадающего послесвечения источников гамма-всплесков в рентгеновском, оптическом и радио диапазонах, наблюдался для значительного числа всплесков. В оптическом спектре источника 14 декабря 1997 г. были обнаружены линии поглощения с космологическим красным смещением 3.4. В связи с этим в лаборатории космической гамма-спектроскопии совместно со специалистами США, Франции, Германии и Италии проводились исследовательские проекты по проверке космологических тестов для источников космических гамма-всплесков на основе наблюдательных данных в мягком гамма-диапазоне. Эти проекты финансируются РФФИ, НАСА и ИНТАС. В рамках этих проектов в 1998 году были получены следующие результаты:
  1. В рамках совместного проекта с группой экспериментаторов прибора BATSE американской орбитальной обсерватории Комптон были предложены новые статистические параметры космических гамма-всплесков, которые описывают физические свойства источников излучения в сопутствующих системах отчета. Показано, что на фазе затухания излучения космических гамма-всплесков их источники могут рассматриваться, как "стандартные свечи", т.е. они имеют одинаковые свойства на различных космологических расстояниях. Напротив, на фазе нарастания излучения для источников всплесков обнаружен эффект эволюции. Данные свойства накладывают существенные физические ограничения на модели источников космических гамма-всплесков.
  2. Совместно с американскими специалистами было исследовано "эмиссионное время" космических гамма-всплесков, как физическая характеристика мощности и переменности их излучения. Было проведено сравнение этой величины со стандартным параметром длительности всплесков Т50,90 . Было показано, что бимодальность распределения космических гамма-всплесков по параметру Т50,90 также наблюдается в распределении этих событий по значениям эмиссионного времени. Этот результат означает, что космические гамма-всплески можно разделить на группы длинных и коротких событий, которые вероятно имеют разный механизм излучения или даже различную физическую природу.