Перепись невидимых звезд

Исследование устройства Вселенной на огромных масштабах нереально без исследований систем, состоящих из огромного количества звезд. Подобные звездные системы представляют собой интереснейшие объекты для исследования, потому что это собственного рода огромный «многоквартирный дом» в каком «живут» звезды разной массы и различных светимостей. Звезды взаимодействуют меж собой в этих системах, делят местность вместе, а ежели испытывают наружное действие, то подчиняются ему всем скопом.

Самые большие звездные системы - это галактики (наша галактика Млечный путь, например, состоит из 200 миллиардов звезд, а на то, чтоб со скоростью света пролететь от её 1-го края до другого, пригодится 50 тыс. лет).

Звездные системы, содержащие «всего» от пары 10-ов тыщ до 2-ух миллионов звезд, которые имеют в поперечнике несколько 10-ов световых лет и, обычно, входят в состав галактик, именуются звездными скоплениями.

Для того, чтоб лучше знать о том, как проходит жизнь таковой системы, этого звездного «многоквартирного дома», ученым чрезвычайно хотелось бы узнать его «демографический состав», другими словами распределение звезд по массам в исходный момент времени жизни таковой системы. В астрономии это распределение именуется исходная функция масс (IMF - от британского initial mass function), она указывает, какую долю от общего числа звезд занимают звезды данной массы.

По современным представлениям, различные звездные системы появляются с приблизительно схожим распределением звезд по массам в различных частях галактики.

К выводу о универсальности IMF в собственной статье, размещенной в журнальчике Science, в 2002 году пришел австралийский астролог Павел Крупа, работающий в Германии.

Самый обычной и логичный метод провести «перепись» всех звезд в определенной звездной системе - прямой их подсчет. Конкретно так в 1955 году сделал южноамериканский астролог Эдвин Солпитер. Используя умеренные инструментальные данные тех пор, он первым определил исходную функцию масс в окрестностях Солнца, так продолжает делать большая часть астрологов и на данный момент. Но этот способ связан с суровой неувязкой. Дело даже не в том, что в одной системе количество звезд чрезвычайно велико (тыщи, миллионы либо даже млрд).

Звезды малой массы являются недостаточно колоритными, и, пересчитав все калоритные звезды, можно недосчитаться маломассивных звезд и в итоге получить некорректные результаты «переписи». К истинному моменту астрофизики пришли к согласию, что распределение звезд массой больше чем одна масса Солнца описывается степенным законом с показателем степени -2,35, другими словами звезды с массой в две солнечные встречаются приблизительно в 102.35 = 220 раз пореже, чем звезды, похожие на Солнце. А вот на вопросец, каким показателем степени описывается распределение звезд, которые имеют массу меньше чем одна солнечная, пока нет точного ответа.

Еще есть одна неувязка, сплетенная с прямым подсчетом звезд, она состоит в последующем: современная «перепись» даст распределение масс в реальный момент времени (PDMF - от британского present-day mass function), а звезды в процессе собственной эволюции меняют массу.

«PDMF - это IMF, которая подверглась влиянию эволюции, - объясняет сотрудник ГАИШ и Гарвард-Смитсонианского астрофизического центра Игорь Чилингарян. - Чтоб из PDMF найти IMF, необходимо “отмотать” назад эволюцию данной звездной системы, а таковая “перемотка” зависит от моделей эволюционных треков звезд, которые описываются моделями звезд. В одной из статей есть прямо таковая “аксиома”: IMF нереально вернуть из наблюдений».

Группой ученых Муниципального астрономического института имени П.К.Штернберга Столичного муниципального института предложен кардинально иной, по сопоставлению с прямым подсчетом звезд, способ определения исходной функции масс для маломассивных звезд, который обходит упомянутую аксиому. Его базу составляет разработанный Игорем Чилингаряном способ NBURSTS, который дозволяет сопоставлением наблюдаемого интегрального диапазона системы (другими словами света всех звезд системы) либо ее части с модельными спектрами восстанавливать физические характеристики данной для нас системы.

Этот подход дозволяет выяснить о внутренних свойствах таковых дальних систем, в каких звезды не разрешаются даже на самых больших телескопах либо космическом телескопе имени Хаббла. Анализируя в диапазоне дальной системы «лес линий» разных хим частей от различных звезд, способ дозволяет найти ряд принципиальных для исследования истории звездообразования в системе характеристик, к примеру, возраст и металличность (содержание в системе частей тяжелее гелия). По инициативе Игоря Чилингаряна, который является одним из самым юных медиков наук в истории отечественной астрофизики (он защитил докторскую диссертацию в 2010 году в возрасте 30 лет), в ГАИШ МГУ была проведена работа по модификации NBURSTS, с тем, чтоб с ее помощью можно было бы восстанавливать информацию о распределении звезд по массам в исследуемой звездной системе.

Данную работу под управлением Игоря Чилингаряна делали сотрудник ГАИШ МГУ кф-мн Николай Подорванюк (он также возглавляет отдел науки в популярном российском интернет-издании «Газета.Ru») и аспирант астрономического отделения МГУ Иван Катков, а ее результаты будут размещены в престижном астрономическом журнальчике Monthly Notices of Royal Academy of Sciences на последующей недельке. Этот журнальчик является, на самом деле, единственным, в каком российские астрологи могут безвозмездно публиковать те статьи, где они являются ведущими создателями. С полной версии статьи можно ознакомиться на веб-сайте препринтов ArXiv.org.

В статье представлены результаты симуляций по проверке работоспособности методики.

Так, с помощью специальной программы было сгенерировано несколько сотен искусственных зашумленных спектров с различными наборами характеристик звездного населения, а следующая аппроксимация спектров при помощи разработанной методики решала обратную задачку - по лесу спектральных линий корректно вернула эти характеристики.

Убедившись в работоспособности способа, создатели опробовали его для спектров 4 ультракомпактных миниатюрных галактик, приобретенных на 8-метровом телескопе GEMINI. «Эти объекты были выбраны, потому что в их слабы эффекты динамической эволюции и, на самом деле, PDMF является IMF. В данной статье мы показываем, что наш способ дает чрезвычайно неплохую точность по сопоставлению c подсчетом звезд вручную», - отмечает ведущий создатель работы Николай Подорванюк.

Не считая того, в статье представлен 1-ый анализ по поиску областей диапазона, чувствительных к изменению IMF маломассивных звезд. Оказалось, что крупная часть данной для нас инфы содержится в спектральных линиях, чувствительных к значению ускорения силы тяжести на поверхностях звезд поздних спектральных классов (и, следовательно, малой массы). Это полосы таковых частей, как кальций, ванадий, кобальт, никель и титан.

Коллектив хочет продолжать свою работу и применить свою методику к нескольким соткам различных объектов, в каких слабы эффекты динамической эволюции, и PDMF близка к IMF таковых объектов, как шаровые скопления либо ультракомпактные карликовые галактики. «Хотя, к огорчению, дело движется не так быстро, как хотелось бы, - ведает ведущий создатель работы Николай Подорванюк. - В силу разных обстоятельств у нашей маленький группы нет способности сделать работу по данной теме собственной основной. Во многом это соединено с известными всем неуввязками науки в России, где обычной является ситуация, когда занятия наукой - это роскошь, которую может дозволить для себя далековато не каждый человек. Ты повсевременно сталкиваешься с финансовыми неуввязками и обязан подрабатывать на стороне, в особенности ежели доп финансирование по гранту, выигранному группой, в какой ты состоишь, приходит не сначала текущего года, а за некоторое количество дней до Новейшего года.

Не считая того, до заслуги возраста 27 лет тебя могут призвать в армию, и придется растрачивать время и нервишки, чтоб доказать, что ты имеешь законную отсрочку

- схожая история была у Ивана Каткова. Но то, что данная статья про наш способ все таки увидела свет, дозволяет надеяться, что воспоследует и ее продолжение. Применение нашего способа, который рецензент именовал инноваторским, обещает отдать чрезвычайно достойные внимания и принципиальные в астрофизике результаты».





Южнокорейские ученые научились предотвращать вредное действие алкоголя

Биологи кастрировали мышей, лишив их вкуса