Тема АСТРОПЫЛЬ Исследование пыли в космосе и атмосфере Земли астрономическими методами

Гос. регистрация № 01.20.03 03419

Научный руководитель Маслов И.А.

На основе проведенных наблюдений кометы C/2004 Q2 (Мачхольца) в ближней инфракрасной области спектра показано, что вещество с поверхности кометы истекает не в виде пыли и газа, а в виде фрагментов, которые распадаются на пыль и газ за время порядка суток. Этот результат важен, как с точки зрения оценки массы теряемого кометой вещества, так и для понимания структуры ее внешних слоев. Сделан вывод о рыхлом характере поверхностного слоя комет, как в настоящую эпоху, так и в эпоху их формирования. С учетом того, что земные океаны, возможно, возникли в результате бомбардировки Земли кометами, сформулирована гипотеза о стохастическом формировании сложных органических молекул, из которых сформировалась жизнь на Земле, именно, на поверхности комет. Гипотеза основана на следующих фактах: (1) на поверхностях со сложной микроструктурой в космических условиях при низкой температуре эффективно образуются сложные, в том числе и органические, молекулы; (2) их образование во многих случаях стимулируется наличием квантов с высокой энергией, которые присутствуют в межзвездной среде; (3) нарастающий, при формировании кометы, внешний слой вещества защищает образовавшиеся молекулы от разрушения теми же квантами, (4) имеется большой интервал времени для образования сложной органики до попадания ее в тепличные условия на Землю. (Маслов И.А., 333-4011, imaslov@iki.rssi.ru).

Поляризационные измерения фона сумеречного неба, проводимые в Крымской Лаборатории ГАИШ МГУ (п. Научный, Украина) позволили зарегистрировать и исследовать свойства стратосферного аэрозоля, в частности, вулканического происхождения. Впервые это было сделано для стратосферного аэрозоля, связанного с извержением вулкана Рабаул (Новая Гвинея) в октябре 2006 года. Продукты вулканических выбросов достигли стратосферы, образовав аэрозольное облако, которое было зарегистрировано в декабре 2006 года и наблюдалось вплоть до конца зимы 2006-2007 года. Повышенный фон стратосферного аэрозольного рассеяния был также зарегистрирован в январе 2008 года и, вероятно, был связан с холодным стратосферным вихрем, достигавшим умеренных широт в Европе зимой 2007-2008 года. (к.ф.-м.н. Угольников О.С., 333-4011, ougolnikov@gmail.com).

В 2008 году также продолжались фотометрические измерения лунных затмений с целью исследования глобального распределения аэрозоля в верхней тропосфере и нижней стратосфере. Измерения, проведенные во время затмений 21 февраля и 16 августа 2008 года, показали увеличение содержания аэрозоля в верхней тропосфере в полярных широтах по сравнению с экваториальными, что наблюдается достаточно редко. Сравнительный анализ наблюдений 5 лунных затмений в 2004-2008 годах показал существенное преобладание содержания аэрозоля в экваториальной верхней тропосфере над материковыми зонами по сравнению с морскими. В полярных зонах южного полушария Земли отмечается анти-корреляция содержания аэрозоля и общего содержания озона, которая незаметна в северном полушарии Земли. Данный факт можно объяснить большей мощностью полярных стратосферных вихрей с пониженным содержанием озона в южном полушарии по сравнению с северным. (к.ф.-м.н. Угольников О.С., 333-4011, ougolnikov@gmail.com).

Совместно с ГАИШ МГУ проведены работы по монтажу в заливной азотный криостат матричного фотоприемника инфракрасного диапазона 1-5 мкм производства ФГУП "НПО "ОРИОН". Фотоприемник представляет собой матрицу 256х256 фотоэлементов на основе сурмянистого индия и готовится для проведения астрономических наблюдений на 125-см телескопе Крымской лаборатории ГАИШ. Ожидается, что изготавливаемый изображающий фотометр будет эффективен для изучения протяженных источников инфракрасного излучения, в частности, комет. (Маслов И.А., 333-4011, imaslov@iki.rssi.ru).

Проведен теоретический анализ спектров поглощения электромагнитного излучения в области 0,1-1,5 ТГц при низких температурах нанометровыми диэлектрическими частицами (0,5-200 нм) и сравнение теоретической модели с экспериментальными данными. Для лабораторных спектров аналогов межзвездной пыли разработанная модель "DCD-TLS" адекватно описывает спектры на частотах f < 0,7 ТГц. На больших частотах, где выявлен избыток поглощения, предполагается усовершенствовать TLS-модель путем учета возбужденных колебательных состояний, как это было сделано для основных состояний. Модель хорошо описывает экспериментальные спектры межзвездной пыли, при условии значительного увеличения коэффициента члена прыжковой релаксации, что свидетельствует об отличии свойств галактической пыли от образцов, полученных в лаборатории. Для понимания физики этого отличия необходимы более детальные лабораторные эксперименты. Нужно отметить, что модель позволила описать наблюдательные данные без привлечения 2-х компонентной модели пыли группы проекта NASA COBE. При этом естественно объясняется пространственная корреляция низкочастотного и высокочастотного излучения пыли. (к.ф.-м.н. Громов В.Д., 333-4011, vgromov@iki.rssi.ru).