Подборка свежих научных публикаций в области астрофизики от профессора МГУ Сергея Попова. Основано на выборке интересных научных статей из библиотеки препринтов arxiv.org. Публикуется с согласия автора оригинала и с обязательным указанием ссылок на первоисточники.

Выпуск 449

arxiv:2510.00102 Холодная и сверхраздутая планета на полярной орбите (A Cold and Super-Puffy Planet on a Polar Orbit)Authors: Juan I. Espinoza-Retamal et al.Comments: 16 pages, 4 figures, submitted to AAS journals

Открыта интересная планета с рекордными характеристиками. Открыта методом транзитов, но потом удалось измерить вариацию лучевой скорости звезды и детально изучить саму звезду и особенности транзитов. Итак, планета имеет орбитальный период 105 дней и массу менее 30 земных. Пекулярны две характеристики. Во-первых, орбита полярная, т.е. ее наклон к экватору звезды почти 90 градусов. Во-вторых, планета имеет очень низкую среднюю плотность (менее 0.3 от плотности воды). Т.е., она "раздутая" - радиус определяется очень протяженной атмосферой. Это необычно для планет, находящихся так далеко от звезды. Объяснение этого, скорее всего, связано с составом: очень большая (для такой массы, это ведь не гигант!) доля водорода и гелия. Также отметим относительную молодость планеты. Возраст оценивается не очень точно: от 200 миллионов до 1.5 миллиарда лет. Ожидается, что будущие наблюдения на JWST помогут определить состав атмосферы и лучше разобраться в физике этого необычного объекта.

См. также статью arxiv:2510.02201, посвященную "раздутым" планетам.

arxiv:2510.00736 Экзопланеты за пределами консервативной зоны обитаемости: I. потенциальная обитаемость (Exoplanets beyond the Conservative Habitable Zone: I. Habitability)Authors: Amri WandelComments: 16 pages, 7 figures. To be published in the Astrophysical Journal

Про зону обитаемости все слышали. Также известно, что невозможно однозначно определить ее границы, потому что они зависят от многих факторов. Например, для планет, которые из-за приливов обращены все время одной стороной к красным (или оранжевым) карликам, вокруг которых они обращаются, есть интересная возможность. Именно ее и исследует автор. На ночной стороне планет, даже если они находятся вне зоны обитаемости (ближе к звезде), возможно существование жидкой воды. Если это так, то это очень сильно увеличивает число потенциально обитаемых планет. Тем более, что это может работать и для сверхземель. Подробности - в статье.

См. также вторую статью этого автора arxiv:2510.00782, где речь идет о частоте встречаемости потенциально обитаемых планет с учетом новой модели. Оптимистичное предсказание обещает более одной планеты на звезду внутри новой зоны обитаемости вокруг звезд ближе 10 пк от Солнца.

См., однако, arxiv:2510.01215, где автор очень скептически смотрит на обитаемость планет у красных карликов, хотя там речь о разумной жизни.

arxiv:2510.02437 DIPSY: Новый популяционный синтез для дисковой неустойчивости. II. Популяция спутников, сформировавшихся в результате дисковой неустойчивости (DIPSY: A new Disc Instability Population SYnthesis, II. The Populations of Companions Formed Through Disc Instability)Authors: O. Schib, C. Mordasini, A. Emsenhuber, R. Helled Comments: 27 pages, Accepted for publication in A&A

Бернская группа представила новый популяционный синтез экзопланет. Здесь механизмом формирования служит неустойчивость во внешних частях диска. Обычно должны формироваться массивные объекты с большими полуосями. Это происходит не во всех случаях. Но и старые расчеты, и новые показывают, что примерно 10% дисков неустойчивы. В каждом втором неустойчивом диске образовавшиеся фрагменты (хотя бы один) выживают.

Начиная с самых ранних оценок получалось, что за счет неустойчивости в основном рождаются массивные объекты. И в самом деле! В 3/4 случаев возникают бурые ��арлики. Далее идут маломассивные звезды, и только потом экзопланеты (10% случаев). Немногие из образовавшихся тел выживают (разрушение может происходить из-за приливов, миграции и т.д., а некоторые выбрасываются из системы). Т.е., получается, что менее 1% звезд имеют планеты, возникшие таким образом. Планеты в основном находятся на расстоянии порядка и больше 100 а.е. (большинство на расстояниях нескольких тысяч а.е.). Обычно у звезды выживает 1-2 спутника. Чаще спутники образуются и выживают у звезд типа Солнца (у более массивных - реже, у менее массивных - т.е., красных карликов, - еще реже). Для звезд типа Солнца результаты хорошо суммированы на рис. 14.

обзор arxiv:2510.04599 Теоретическое моделирование ранних этапов жизни массивных черных дыр (Theoretical Modelling of Early Massive Black Holes)Authors: Marta VolonteriComments: 67 pages, 54th Saas-Fee Advanced Course "Galaxies and Black Holes in the First Billion Years as seen with the JWST''

Лекции по формированию и эволюции сверхмассивных черных дыр включают в себя и основы, и самые последние результаты (например, открытие Маленьких Красных Точек на JWST). Автор приводит много простых, но полезных для понимания диаграмм.

миниобзор arxiv:2510.05297 Гамма-всплески (Gamma-ray Bursts)Authors: Andrew J. LevanComments: 22 pages, 6 figures. Article for the Encyclopedia of Astronomy and Astrophysics, Editor Ilya Mandel, Section Editor Jeff Andrews

Небольшой почти научно-популярный обзор по гамма-всплескам. Кратко описана история, детекторы. Затем разбирается феноменология, механизмы излучения и прародители всплесков. В заключение, обсуждается роль гамма-всплесков как космологических инструментов.

Очень хороший рисунок 4, схематично демонстрирующий все ключевые аспекты механизма гамма-всплесков.

arxiv:2510.05778 Радиоизлучение миллисекундных радиопульсаров из-за пределов светового цилиндра (Radio emission from beyond the light cylinder in millisecond pulsars)Authors: Michael Kramer, Simon JohnstonComments: 23 pages, Submitted to MNRAS

Еще один шажок в понимании мехнизм(а/ов) излучения радиопульсаров.

Авторы показывают, что примерно у трети миллисекундных пульсаров излучение может генерироваться не только над полярными шапками, но также и за пределами светового цилиндра в токовом слое. В этом случае радиоимпульсы совпадают с гамма-импульсами (которые, как считается, там и генерируются). Кроме того, такие импульсы отделены в профиле периодического излучения эпизодами "радиотишины".

У "нормальных" (т.е., имеющих периоды длиннее нескольких десятков миллисекунд) пульсаров такие особенности если и встречаются, то менее чем в 1% случаев.

Напрямую это не так уж много дает для понимания физического механизма генерации излучения. Тем не менее, это важный результат, т.к. надежно продемонстрирована интересная особенность и поставлены важные вопросы.

arxiv:2510.07376 Соотношение M_BH-M_* на 3 < z < 7: Большие черные дыры в Маленьких красных точках (The M_bh-M_* Relationship at 3 < z < 7: Big Black Holes in Little Red Dots) Authors: Brenda L. Jones et al.Comments: 20 pages, 9 figures, submitted to ApJ

Все слышали про Маленькие красные точки. Их в большом количестве начал открывать JWST. Это активные ядра галактик на больших красных смещениях. Сразу было ясно, что черные дыры большие по отношению к массе звездного населения. Но насколько? Вот ответ.

Ответ суммирован на рисунке 6. Если вокруг нас черные дыры обычно в тысячу раз (и более) менее массивны, чем звездное население, то в Маленьких красных точках масса черной дыры легко может составлять 10% от суммарной массы звезд. А то и больше!

Измерять и массу черной дыры, и массу звезд на больщих красных смещениях непросто. Так что данные еще могут поплыть. Но ясно, что все-таки черные дыры там велики для своих галактик. И это интересно.

arxiv:2510.07382 Объект с массой миллион солнечных на космологическом расстоянии, обнаруженный методом гравитационного построения изображений (A million-solar-mass object detected at cosmological distance using gravitational imaging)Authors: D. M. Powell et al.Comments: 23 pages, Published in Nature Astronomy

Интересный объект открыт интересным методом. Авторы изучали гравитационную линзу. Им удалось обнаружить относительно маломассивный (по галактическим меркам) объект, который вносит искажение в картину линзирования. Масса объекта около миллиона масс Солнца. Это или ультракомпактная галактика, или темное гало. Изучение таких объектов важно для космологии и внегалактической астрономии, но их трудно обнаружить. Так что это заметное достижение.

обзор arxiv:2510.07534 Указания на существование двойных сверхмассивных черных дыр (Evidence for Supermassive Black Hole Binaries)Authors: Martin G. H. Krause et al.Comments: 20 pages, 8 figures, submitted to PASA

Отличный обзор по двойным сверхмассивным черным дырам. Описаны и наблюдения, и важные процессы (включая проблему "последнего парсека"). Также рассмотрено вращение (и ускорение вращения) сверхмассивных черных дыр и, конечно, гравитационные волны от пар.

обзор arxiv:2510.10713 Глубокое обучение в астрофизике (Deep Learning in Astrophysics)Authors: Yuan-Sen TingComments: 57 pages, Annual Review of Astronomy and Astrophysics, Volume 64

Рассмотрено, как нейронные сети применяются в астрофизике. Беглое прочтение показывает, что обзор хороший и полезный, сфокусированный именно на методах, но без излишних технических деталей. А иллюстрации, когда есть, касаются понятных астрономических вопросов.

arxiv:2510.11770 Раннее образование массивных галактик в ядре протоcкопления галактик 650 млн лет после Большого Взрыва (Early massive galaxy formation in the core of a galaxy protocluster 650 million years after the Big Bang)Authors: Yoshinobu Fudamoto et al.Comments: 41 pages, 9 figures, 2 tables

Благодаря усилиям JWST и ALMA удалось впервые рассмотреть, как в ядре протоскопления на красном смещении больше 7 формируется массивная галактика. Внутри области размером 10 кпк обнаружено пять галактик, формирующих одну единую большую. В понимании того, как в результате многочисленных слияний и взаимодействий, газ в последовательности перекрывающихся циклов превращается в звезды, еще много неясностей. Новые наблюдения помогут разобраться в части из них.

arxiv:2510.11781 Новый анализ бурных сияний: происхождение самых быстрых звезд Галактики (Violent mergers revisited: The origin of the fastest stars in the Galaxy)Authors: Rudiger Pakmor et al.Comments: 12 pages, 8 figures, submitted to A&A

"Какая рыба в океане плавает быстрее всех?" А какие звезды в Галактике летают быстрее всех? Среди гиперскоростных звезд есть объекты разной природы и происхождения. Но рекорды, видимо, принадлежат белым карликам, пережившим бурное слияние и взрыв сверхновой в двойной системе. Это менее массивные компоненты двойных.

Авторы проводят новое рассмотрение этого сценария формирования гиперскоростных звезд, в рамках которого скорости могут превосходить 2000 км в сек. Массы улетевших белых карликов составляют примерно 1/7 солнечной.

См. также arxiv:2510.12197, где обсуждаются свойства таких гиперскоростных звезд.

обзор arxiv:2510.13129 Численная космология (Numerical Cosmology)Authors: Romain TeyssierComments: 52 pages, Lectures given at the Les Houches Summer School "The Dark Universe" July/August 2025. Prepared for submission to SciPost Physics Lecture Notes

Обзор посвящен моделированию формирования и эволюции крупно-масштабной структуры. Это лекции для аспирантов. Поэтому там много важных деталей. Соответственно, в обзоре полторы сотни формул. Но, при желании, можно выхватывать более общедоступные части текста, так что общие вещи будут понятны более широкому кругу читателей, не мотивированных углубляться в конкретные методы расчетов.

Рассмотрен весь спектр ключевых вопросов моделирования формирования галактик, скоплений, сверхскоплений и т.п. Т.е., кроме поведения темного вещества в больших масштабах рассмотрено и поведение обычного вещества, когда в галактике начинают формироваться звезды, включается активное ядро и тп., т.е. когда начинает быть важным обратное влияние излучения на поведение вещества (включая темное).

обзор arxiv:2510.10719 Сверхновая 1987A и ее недавняя эволюция - обзор (The Supernova 1987A system and its recent evolution - a review)Authors: Michael J. BarlowComments: 31 pages, To appear in the journal `Contemporary Physics' published by Taylor and Francis

Обзор посвящен эволюции сверхновой 1987 года. Прошло почти 40 лет после вспышки, и источник постоянно наблюдают.

В обзоре описаны наблюдения экваториального кольца, его эволюция и модели, ее описывающие. Затем речь идет о формировании пыли и излучении молекул (и соответствующих наблюдениях). Следующая тема - асимметрия выброса: данные и причины. Наконец, автор переходит к поиску свидетельств присутствия компактного остатка.

arxiv:2510.21577 Наблюдательное исследование вращения и двойственности галактических убегающих О-звезд (An observational study of rotation and binarity of Galactic O-type runaway stars)Authors: M. Carretero-Castrillo et al.Comments: 13 pages 5 figures (+ appendices). Accepted for publication in A&A

Интересное исследование, касающееся массивных (спектральный класс О) убегающих звезд. На основе самой большой выборки исследовано, как пространственные скорости связаны с вращательными. Это важно для прояснения механизма приобретения звездами скорости. Тут есть два с половиной варианта: разрушение двойной при взрыве сверхновой, разгон одиночной или двойной звезды за счет динамического взаимодействия, комбинация двух механизмов.

Быстрое вращение массивных звезд обычно связано с их взаимодействием в двойной. Данные наблюдений говорят, что фактически нет очень быстрых убегающих звезд с быстрым вращением. Данные по двойственности говорят, что нет двойных систем с быстро вращающейся убегающей звездой. Это подтверждает, что последние формируются при разрушении двойных в результате взрыва. Совокупность данных подтверждает, что большинство убегающих массивных звезд (и все самые быстрые) образуются в результате динамического взаимодействия.

миниобзор arxiv:2510.21895 Определение экзопланет и бурых карликов (Definition of Exoplanets and Brown Dwarfs)Authors: Jean SchneiderComments: 7 pages, In Handbook of Exoplanets. H. J. Deeg, J. A. Belmonte (eds.) Springer

В очень короткой заметке (из семи страниц бОльшую часть занимают иллюстрации) автор обсуждает существующие дефиниции, призванные провести границу между массивными планетами и бурыми карликами. Короткий ответ: ясности так и нет. Никакая разумная идея не дает четкого разграничения.

обзор arxiv:2510.22915 Космохимия планетных систем (The cosmochemistry of planetary systems)Authors: Martin Bizzarro, Anders Johansen, Caroline DornComments: 59 pages, Nature Reviews Chemistry, 9, 378-396 (2025)

Интересный обзор, посвященный химическому составу планет и протопланетных дисков. Ключевая информация на рис. 5 (и рисунок 1 полезен, т.к. там приведены важные временные масштабы).

Обзор не такой уж большой, так что стоит пролистать.

arxiv:2510.23823 Локальная система расстояний: отчет о согласии измерений постоянной Хаббла с 1% точностью (The Local Distance Network: a community consensus report on the measurement of the Hubble constant at 1% precision)Authors: H0DN CollaborationComments: 71 pages, 18 figures

Adam Riess с компанией продолжают настаивать на hubble tension. Новые измерения "локальной" современной постоянной Хаббла дают у них 72-74 км/с/Мпк. Это 5-7 сигма от "дальнего" определения.

Напомню, что не все разделяют восторги Riess про tension.

обзор arxiv:2510.25873 25 лет потрясающих открытия на Чандре (25 Years of Groundbreaking Discoveries with Chandra)Authors: Patrick Slane et al.Comments: 30 pages, 6 figures. Nature Astronomy volume 9, pages 1431-1443 (2025)

Описаны ключевые результаты за 25 лет работы рентгеновского телескопа Чандра.

Поскольку наблюдения на Чандре внесли большой вклад примерно во все области астрофизики (от Солнечной системы до космологии), то обзор дает и краткую сводку современного состояния дел.

arxiv:2510.26931 GW241011 и GW241110: Исследование формирования двойных и фундаментальной физики с помощью асимметричных слияний быстровращающихся черных дыр (GW241011 and GW241110: Exploring Binary Formation and Fundamental Physics with Asymmetric, High-Spin Black Hole Coalescence)Authors: The LIGO Scientific Collaboration, the Virgo Collaboration, the KAGRA CollaborationComments: 48 pages, Astrophys. J. Letters, 993, L21 (2025)

В последнем октябрьском выпуске в Архиве появилось две важные статьи по данным LIGO/Virgo/KAGRA. Первая посвящена двум интересным слияниям. Такие события называют асмимметричными из-за заметно различающихся масс черных дыр. К тому же, более массивная черная дыра быстро вращается. Это требует особого механизма формирования, и авторы полагают, что дело в том, что более массивный объект сам образовался в результате слияния черных дыр.

Кроме того, поскольку один из сигналов (GW241011) обладает большим отношением сигнал/шум, удалось дать новые пределы на керровость черной дыры. Как и раньше - все в соответствии с ОТО.

Вторая статья, которую я хотел упомянуть - arxiv:2510.26848. Там представлены верхние пределы на космологические гравитационные волны и другие интересные ограничения на фундаментальные теории по данным гравволновых измерений. См. также arxiv:2510.27022, где речь идет о прямых поисках экзотических форм темного вещества с помощью гравитационно-волновых детекторов. Конечно, есть только верхние пределы.

Ниже перечислены интересные публикации из раздела physics (включая cross-listing).

arxiv:2510.00068 Проект SWEET: испытания кристаллов сахара для прямого поиска темного вещества (The SWEET project: probing sugar crystals for direct dark matter searches)Authors: A. Bento et al.Comments: 5 pages

Что только люди не придумают! Вот, например, испытывают кристаллы сахара как основу детектора темного вещества.

В целом, тесты прошли успешно, и авторы планируют продолжить работу с кристаллами большего размера.

Статья на Хабре посвященная этой публикации здесь.

arxiv:2510.00377 Цивилизации с большим красным смещением, галактические империи и парадокс Ферми (Redshifted civilizations, galactic empires, and the Fermi paradox)Authors: Chris Reiss, Justin C. FengComments: 18 pages, 7 figures

Что-то за короткое время в разных разделах Архива появилось много работ, посвященных инопланетянам вообще и решению парадокса Ферми, в частности (о двух я писал в прошлом выпуске, см. также 2510.00082). Может сезонное? Может и мне написать что-то про "это"? :)

В статье речь идет о всяких фантастических возможностях (формально, не противоречащих известным физическим законам), позволяющих мегацивилизации осваивать галактику, используя черные дыры. Использовать во-первых, как источник энергии, а во-вторых, как естественную среду, где из-за гравитационного красного смещения време течет медленнее. Это позволяет отправить корабль, разгоняющийся до околосветовых скоростей, бороздить галактику, но избежать проблем с тем, что пока по корабельным часам прошло лет 20, на материнской планете прошли века.

arxiv:2510.18848 Простейшая сложность: история задачи трех тел (The simplest complexity: The story of the three-body problem)Authors: Barak KolComments: 27 pages, 15 figures

Интересный очерк о задаче трех тел.

arxiv:2510.20865 Филип Уорен Андерсон (Philip Warren Anderson)Authors: Premala Chandra, Piers Coleman, Clare C. YuComments: 31 pages, biographical memoir of P. W. Anderson to be published in Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society.

Филип Андерсон - известнейший физик-теоретик. За его работы можно было бы и две, и три нобелевки присудить, но получил он только одну.

В статье представлена его биография. Как обычно, рассказано и о жизни, и о научных работах. В последнем случае авторы смогли обойтись без формул (есть всего одна единственная). Так что всем доступно.

arxiv:2510.20880 Основы для новичков (Concepts Rookie Book)Authors: Dennis Barak et al.Comments: 107 pages

Даны основы физики ускорителей и описаны установки Фермилаб.

С одной стороны, материала в статье на семестровый онакомительный курс на физфаке. С другой, многие вещи даны очень кратко, т.е. только по тексту вопрос не изучишь. Но главы 1,2 и 5 многим будет полезно и интересно прочесть.

arxiv:2510.21743 Нереактивные методы космических полетов (Propellantless space exploration)Authors: Roman Ya. KezerashviliComments: 19 pages

В небольшом обзоре автор примерно на уровне журнала Квант (т.е., с простыми понятными формулами) рассматривает несколько видов разгона космических кораблей без использования реактивной тяги. Это гравитационный маневр, солнечный парус, магнитный парус, электрический парус и эффект Казимира. Некоторые вещи, как мне кажется, не на слуху, а потому это интересно.

arxiv:2510.21777 Ветряная энергетика как технопризнак на планетах у М-карликов (Wind Power as a Technosignature on M-dwarf Planets)Authors: Jacob Haqq-Misra, Mykhaylo DanylovComments: 3 pages, Research Notes of the AAS (2025) 9:279

Потенциально обитаемые планеты у красных карликов находятся очень близко от своих звезд, и при этом они могут быть приливно синхронизованными. Это приводит к очень мощным ветрам в атмосфере. Значит, если там есть техническая цивилизация, то разумно предположить, что она использует энергию ветра. Авторы раасматривают, к каким потенциально наблюдаемым следствиям (т.е., технопризнакам) это может привести.

arxiv:2510.21826 Иранская революция 1979 года и Потерянное десятилетие науки: сравнительный наукометрический анализ (The 1979 Iranian Revolution and the Lost Decade of Science: A Counterfactual Scientometric Analysis)Authors: Ehsan RoohiComments: 28 pages

Используя библиометрические данные, автор исследует эффект революции 1979 г. на научную продуктивность в Иране. Кроме того, автор проводит (на мой взгляд, спорное) сравнение с динамикой развития некоторых других стран и приходит к выводу, что "могло бы быть сейчас, как в Южной Корее". Это сомнительно, потому что факторов много.

arxiv:2510.24296 Космология и философия (Cosmology and Philosophy)Authors: Daniel ParrochiaComments: 47 pages, 6 figures

Название и интригует, и настораживает, да?
Второе, пожалуй, более оправдано. Автор часто слишком некритично относится к некоторым довольно одиозным космологическим моделям, а также как правило выражает слишком большой энтузиазм по поводу недостаточно серьезных (или недостаточно подтвержденных) несоответствий наблюдательных данных со стандартной космологической моделью. Так что, я бы рекомендовал текст только тем, кто может к нему критически отнестись.

Мне всегда забавно, когда создается впечатление, что автор считает, что если перечислить множество ПРОТИВОРЕЧАЩИХ ДРУГ ДРУГУ теорий и наблюдений, не укладывающихся в рамки более консервативного подхода, то это повышает значимость мысли, что "не все так однозначно". Конечно, космол��гическая модель не окончательная. Но вот как раз про важные результаты DESI или обсуждавшуюся проблему sigma-8 автор мало что пишет :)

Поэтому, наверное, второй раздел можно пропустить - и читать третий.

Дайджест препринтов научных статей в области астрофизики за октябрь 2025 года