Газета Троицкий Вариант - Газета Троицкий Вариант # 45 (19_01_2010)

Распространение лучей света вблизи шварцшильдовой (невращающейся) черной дыры. Синим показаны лучи, изначально направленные от черной дыры, красным — внутрь, а зеленым — те, которые были испущены перпендикулярно направлению на центр дыры (из статьи arXiv: 0903.1105)

Вероятнее всего, с рождением черных дыр связаны обычные (длинные) космологические гамма-всплески. В 2009 г. был получен новый интересный результат и на эту тему. Был обнаружен ( arXiv: 0906.1577 254, arXiv: 0906.1578 255) всплеск на красном смещении 8,3. Среди объектов с достоверно измеренным красным смещением это рекорд: объект дальше всех галактик и квазаров.

Спектр послесвечения всплеска по данным VLT. Наличие резкого скачка в спектре позволяет определить красное смещение источника (из статьи arXiv: 0906.1577)

Послесвечение гамма-всплеска в разных частях инфракрасного диапазона. Три левых изображения получены примерно спустя 1,5 часа после всплеска с помощью северного GEMINI-N. Правая картинка получена на UKIRT спустя полчаса после всплеска. Отсутствие источника на левом рисунке служит подтверждением большого красного смещения (из статьи arXiv: 0906.1577)

Раз мы уже оказались в межгалактическом пространстве, поговорим о галактиках. Здесь рекордом можно считать обнаружение галактики вокруг самого далекого квазара на z=6,43 ( arXiv: 0908.4079 256). Точно определить массу галактики пока не удается, но ясно, что она достаточно массивная, а Вселенной в тот момент, согласно стандартной модели, при z=6,43 было всего лишь около 840 млн лет.

Составное изображение квазара CFHQSJ2329–0301. Цвета условные. Видно, что источник не точечный. Это галактика, в которой находится квазар (из статьи arXiv: 0908.4079)

Вообще, данные по массивным галактикам в молодой Вселенной заставили ученых серьезно задуматься. Крис Коллинз и его соавторы ( arXiv: 0904.0006 257) показали, что наиболее массивные (и яркие) галактики в скоплениях набрали 90% своей массы уже спустя 4–5 млрд лет после начала расширения. Это противоречит численным моделям, в которых формирование массивных галактик идет медленнее (90% массы набирается такими галактиками только спустя 11 млрд лет).

Показана эволюция звездной массы ярчайших галактик в скоплениях с красным смещением. Серым показаны результаты численного моделирования. Красным — результаты наблюдений (из статьи arXiv: 0904.0006)

В 2009 г. был описан весьма любопытный результат проекта Galaxy Zoo ( arXiv: 0907.4155 258). В процессе классификации галактик силами добровольцев был обнаружен интересный тип галактик, получивший название «зеленые горошины» (Green Peas). Выделен 251 такой объект. Это довольно компактные (менее 5 килопарсек) галактики с низкой металличностью. Они находятся относительно недалеко (0,112 < z < 0,360) и являются «родственниками» голубых компактных галактик. Новым галактикам свойственна клочковатая структура и высокая светимость в ультрафиолетовом диапазоне при относительно небольшой звездной массе. Эти свойства объясняются высоким темпом формирования звезд (порядка 10 масс Солнца в год).

На трех левых снимках — галактики «зеленые горошины». На самом правом — обычная эллиптическая галактика. Видно, что «горошины» — зеленые, а обычная галактика — желтая (из статьи arXiv: 0907.4155)

Остается перечислить результаты 2009 г. в области космологических исследований.

Наиболее интересным нам показались исследования барионных осцилляций по данным 7-го Слоановского обзора неба ( arXiv: 0907.1660 259). Первичные космологические возмущения приводят к возникновению звуковых волн в плазме, заполняющей молодую Вселенную. Эти волны «отпечатываются» на распределении обычного (барионного) вещества. Значит, можно пытаться увидеть соответствующие неоднородности в распределении галактик. Это крайне важно, так как позволяет очень точно измерить ряд космологических параметров. Новые результаты находятся в соответствии со стандартной моделью. Подробное описание барионных осцилляций можно найти в свежем обзоре arXiv: 0910.5224 260.

Барионные осцилляции на разных красных смещениях по данным седьмого релиза SDSS. Линией показана стандартная модель с лямбда-членом (из статьи arXiv: 0907.1660)

Радиоизображение на волне 90 см. Показаны источники: Sgr A* — центр Галактики, Sgr B2 — объект, до которого определяли расстояние, и внегалактический компактный радиоисточник J1745–2820. Sgr B2 — область звездообразования, содержащая мазерные источники (из статьи arXiv: 0908.3637)

Стандартные значения параметров подтверждены и в работе arXiv: 0905.0695 261. Авторы используют новые данные по цефеидам в галактиках со сверхновыми типа Ia и галактике с мазерными источниками. На первом шаге получается очень точная калибровка пиковой светимости сверхновых. Это достигается тем, что выборка цефеид очень однородна, а потому можно использовать лишь относительные данные по ним, уйдя от необходимости выяснять точную калибровку самой шкалы цефеид. Абсолютная калибровка достигается использованием мазерных источников в галактике NGC 4258. В итоге получено значение 74,2±3,6 км/с/Мпк. Т.е. заявленная точность (с учетом статистики и систематики) лучше 5%. Приложение полученного результата дает w=-1,12±0,12, где w — параметр, характеризующий темную энергию: w=P/(ρc2).

На плоскости H sub 0 /sub — w показаны области, соответствующие данным спутника WMAP и новым данным по цефеидам и мазерам. Пересечение двух областей выделяет наиболее вероятный диапазон параметров (из статьи arXiv: 0905.0695)

Скопление галактик 1E0657–56 (Пуля) по данным Atacama Cosmology Telescope. Черными контурами наложено рентгеновское изображение, а оранжевыми — распределение массы (по данным о линзировании, из статьи arXiv: 0907.0461)

Наконец, отметим работы по измерению свойств скоплений галактик с помощью новых наземных специализированных телескопов. Это Atacama Cosmology Telescope ( arXiv: 0907.0461 262) и South Pole Telescope ( arXiv: 0911.2444 263). Пока представлены только самые первые данные. Но важно, что инструменты работают как надо, и в ближайшие годы наблюдения позволят точнее измерить важные космологические параметры.

В заключение проведем «работу над ошибками». Во-первых, в прошлом году мы писали 264о работе Нойолы и др. ( arXiv: 0801.2782 265), в которой было показано, что в скоплении Омега Центавра должна находиться массивная черная дыра. Однако новые данные из работы arXiv: 0905.0627 266говорят о том, что это не так. Используя данные «Хаббла», авторы arXiv: 0905.0627 266проводят детальный анализ свойств звездного населения скопления. Если Нойола и др. (2008) говорили о черной дыре с массой порядка 40 тыс. солнечных, то новый верхний предел равен 18 тыс. (три сигма). Т.е., по сути, результаты статьи Нойолы и др. (2008) объявлены неверными. По мнению авторов представляемой статьи, это связано с методикой, использовавшейся Нойолой и соавторами. В пределах трех сигма новые данные можно объяснить вообще без дыры, хотя модель с дырой с массой около 8 тыс. солнечных помогает улучшить описание данных.