Выпуск 444

Ежемесячный обзор научных статей в области астрофизики от профессора МГУ Сергея Попова. Выборка интересных публикаций в области астрономии, астрофизики и физики с сайта препринтов arxiv.org. Публикуется с разрешения Сергея Борисовича и указанием ссылок на первоисточники.

обзор arxiv:2505.00797 Системы пульсарного тайминга (Pulsar Timing Arrays)Authors: Luke Zoltan KelleyComments: 23 pages, To appear in 'Encyclopedia of Astrophysics', edited by Ilya Mandel and Jeff Andrews.

Прекрасный обзор по Pulsar Timing Arrays. Особенно советую вводную часть.

Второй и третий разделы содержат много формул, которые из-за энциклопедического формата приводятся без детальных пояснений. Так что их читать может тяжело (зато важные формулы собраны вместе), а вот введение и четвертый с пятым разделы многое хорошо проясняют.

миниобзор arxiv:2505.01102 Технические перспективы изучения атмосфер каменных планет с помощью спектроскопии высокого разрешения (Instrumentation prospects for rocky exoplanet atmospheres studies with high resolution spectroscopy)Authors: Surangkhana RukdeeComments: 21 pages, Scientific Reports, Volume 14, 2024, Issue 1, id.27356

Ну вот, мы вплотную подошли к тому, что можно исследовать состав атмосфер землеподобных (т.е., железно-каменных планет), в том числе и в зонах обитаемости. Ввод в строй 30-40-метровых наземных телескопов с новыми приборами позволит за несколько лет (т.к., необходимо пронаблюдать очень много транзитов, чтобы накопить достаточно данных) получить спектры для нескольких таких объектов. Это очень интригует (и не только в связи с поисками жизни). Перспективам этих инструментов (а также уже действующим) и посвящен обзор.

Моделирование позволяет выделить перспективные планеты для изучения с помощью имеющихся наземных телескопов. С точки зрения поиска биомаркеров таких планет две: K2-18b и TOI-270d. Но это сверхземли (субнептуны в авторской терминологии). Т.е., не совсем идеальные цели. Кроме того, по K2-18b есть и другие сомнения (см. прошлый выпуск обзоров).

arxiv:2505.06198 "Доминированная темным веществом" галактика Segue 1 промоделирована черной дырой без темного гало (The "Dark-Matter Dominated" Galaxy Segue 1 Modeled with a Black Hole and no Dark Halo)Authors: Nathaniel Lujan et al.Comments: 8 pages, Submitted to ApJL

Авторы представляют альтернативный фит для параметров карликового спутника Млечного пути - галактики Segue 1. Про эту галактику известно, что ее масса определяется в основном не звездами, а чем-то "темным". Авторы показывают, что звездная динамика хорошо моделируется массивной черной дырой (300 000 - 500 000 масс Солнца) без темного вещества. Возможно, эта галактика является результатом приливного обдирания. Тогда все становится сложно, и ключевые выводы авторов могут оказаться под вопросом. Тем не менее, задача интересная, поскольку авторы даже предполагают некоторое родство Segue 1 со знаменитыми теперь Little Red Dots.

обзор arxiv:2505.07697 Космология по скоплениям галактик (Cosmology with Galaxy Clusters)Authors: Hironao MiyatakeComments: 23 pages, 5 figures. This is a pre-print of a chapter for the Encyclopedia of Astrophysics (edited by I. Mandel, section editor C. Howlett)

Изучение скоплений галактик дает много важнейшей космологической информации. В последние годы это направлении наблюдательной космологии быстро развивалось, и в ближайшие годы процесс продолжится благодаря новым инструментам (LSST, Roman, и т.д.). В обзоре автор пытается совместить описание необходимой теории, методы и данные наблюдений и планы на ближайшее будущее. В итоге, иногда читать сложно, но тема важная.

arxiv:2505.08271 Эволюционная карта вселенной: новый радиоатлас южной полусферы (The Evolutionary Map of the Universe: A new radio atlas for the southern hemisphere sky)Authors: A. M. Hopkins et al.Comments: 32 pages, 15 figures. Accepted for publication in PASA

В статье представлен масштабный наблюдательный проект, осуществляемый сейчас на системе радиотелескопов ASKAP в Австралии. Это полный обзор южного полушария неба. Существенно, что система ASKAP обладает высоким угловым разрешением (можно посмотреть рисунок 3 в статье, чтобы сравнить ASKAP с другими инструментами в разных спектральных диапазонах). Проект рассчитан на 5 лет. Сейчас сделано около половины. Наблюдения закончатся в 2028м. Этот обзор крайне важен для будущей работы SKA.

Первая половина статьи содержит краткое описание истории проекта и его научных задач. А во второй части детально описана программа наблюдений и некоторые другие технические детали. Т.о., можно прочесть только разделы 1-2 и заключение (раздел 8).

Ожидается, что при угловом разрешении 15 секунд в итоговой версии каталог будет содержать около 20 миллионов источников.

обзор arxiv:2505.09754 Разнообразие экзопланет (Diversity of Exoplanets)Authors: Diana Valencia, Amaya Moro-Martin, Johanna TeskeComments: 50 pages, 9 figures. In: Weis, D and Anbar, A. (eds.) Treatise on Geochemistry, 3e. Vol. 7, pp. 19-49.UK: Elsevier (2025)

Очередной обзор по экзопланетам. Понемногу обо всем. Все изложено достаточно доступно (иногда только слишком кратко).

Рассматриваются основы наблюдений, изучения атмосфер, состав экзопланет, эволюция (например, потеря атмосферы), статистика.

миниобзор arxiv:2505.10621 Обнаружение экзопланет методом микролинзирования (Exoplanet Detection with Microlensing)Authors: Aparna BhattacharyaComments: 19 pages, a chapter for the 'Encyclopedia of Astrophysics' (Editor-in-Chief Ilya Mandel, Section Editor Dimitri Veras)

Небольшой обзор по открытию экзопланет методом гравитационного микролинзирования. Простыми словами, довольно кратко, автор сообщает основные факты и результаты. Подходит для ознакомительного уровня.

Кроме того, полезна краткая сводка по современным наблюдательным проектам, занимающихся микролинзированием вообще и экзопланетами, в частности.

обзор arxiv:2505.12905 WISPs в гамма-астрофизике (Lecture Notes: WISPs in gamma-ray astrophysics)Authors: Francesca Calore, Christopher EcknerComments: 34 pages, Lectures Notes of the 2nd Training School of the COST Action COSMIC WISPers (CA21106). To be published in Proceedings of Science.

WISPs - это weakly interacting slim particles. К ним относят аксионы, аксионоподобные частицы (ALPs) и некоторые другие. Авторы рассматривают возможность обнаружения существования таких частиц в астрофизике, в первую очередь с помощью гамма-наблюдений.

В лекционных заметках дается краткий обзор астрофизики высоких энергий и физики WISPs, а затем авторы собственно переходят к тому, как WISPs могут быть обнаружены методами гамма-астрономии. Поскольку WISPs могут быть частицами темного вещества, этой возможности (и соответствующим наблюдениям) посвящен отдельный раздел.

каталог arxiv:2505.14787 Первый релиз данных DESI: звездный каталог (DESI Data Release 1: Stellar Catalogue)Authors: Sergey E. Koposov et al.Comments: 22 pages

Кроме космологии, обзор DESI приносит и всякую другую пользу. Например - звездный каталог. В данную версию вошло более 4 миллионов объектов, но обзор продолжается, и число будет расти.

Изюминкой является то, что обзор DESI дает спектральные данные. Это важно и для определения состава, и для радиальных скоростей. В диапазоне звездных величин 17.5 < G < 21 каталог дает на порядок больше таких данных, чем предшественники. Причем точность по скорости - лучше 1 km/s.

arxiv:2505.15806 Открытие кандидата в карликовые планеты на экстремально широкой орбите: 2017 OF201 (Discovery of a dwarf planet candidate in an extremely wide orbit: 2017 OF201)Authors: Sihao Cheng, Jiaxuan Li, Eritas YangComments: 6 pages, 6 figures

Обнаружен интересный кандидат в карликовые транснептуновые планеты. Сейчас объект находится более чем в 90 а.е. от Солнца, а большая полуось орбиты составляет почти 900 а.е. Оценка диаметра дает 700 км, что много (второе место среди родственных объектов).

Открытие сделано в ходе обзора DECaLS на 4-метровом телескопе, который проводился по космологическим надобностям. Затем источник был найден на изображениях, полученных на 3.6-метровом CFHT. Всего получено 19 эпох, охватывающих 7 лет, что достаточно даже для такой широкой орбиты с эксцентриситетом 0.95.

Подобных объектов должно быть много. Основное время они проводят в афелии, а там их трудно наблюдать. Также крайне любопытно, что данный объект плохо совместим с гипотезой о планете X. Если большая планета есть на той орбите, которую сейчас считают наиболее вероятной, то орбита новооткрытой карликовой планеты будет неустойчивой.

обзор arxiv:2505.21846 Космические лучи сверхвысоких энергий (Ultra High Energy Cosmic Rays)Authors: Noemie Globus, Roger BlandfordComments: 33 pages, Invited review to be published in Annual Reviews of Astronomy and Astrophysics, Volume 63

Сводка современных данных по космическим лучам сверхвысоких энергий. Лет 20 назад тематика была ультрагорячей. С тех пор есть новые интересные результаты, но они среди неспециалистов уже не так на слуху. Так что обзор дает хорошую возможность посмотреть, что сейчас известно, включая свежие надежные результаты.

arxiv:2505.22102 Распределение начальных скоростей одиночных нейтронных звезд (The Kick Velocity Distribution of Isolated Neutron Stars)Authors: Paul Disberg, Ilya MandelComments: 13 pages, 7 figures, submitted to ApJL

Наконец-то, кажется, продемонстрировано, что одно из самых популярных (но, на мой взгляд, очевидно неправильных) распределений нейтронных звезд по начальным скоростям содержит ошибку. Это не большой скачок для всего человечества, но в астрофизике нейтронных звезд важно.

Авторы нашли ошибку в преобразованиях в известной работе Hobbs et al. (2005). И предлагают свой одномодальный вариант распределения (мы с ними еще поспорим, наверняка распределение таки бимодально!).

arxiv:2505.22567 Черная дыра в практически первичной галактике спустя 700 млн лет после Большого взрыва (A black hole in a near-pristine galaxy 700 million years after the Big Bang)Authors: Roberto Maiolino et al.Comments: 16 pages, 9 figures, 1 table

Интересный результат, хотя авторская интерпретация остается гипотетичной (но очень интригующей).

Наблюдения линзированной галактики на z~7 с активной черной дырой в центре показали, что газ вокруг дыры имеет очень низкую металличность, но сама дыра при этом довольно массивная (около 10 млн солнечных масс). Это плохо укладывается в стандартные модели. Точнее, уложить-то можно, но тогда это должен быть довольно уникальный случай, что маловероятно.

Авторы предполагают, что черная дыра может быть первичной. Замечу, однако, что хотелось бы более надежных спектральных подтверждений низкой металличности газа.

arxiv:2505.23151 Широкая двойная система с Ве-звездой и черной дырой по данным обзора LAMOST (A Be star-black hole binary with a wide orbit from LAMOST time-domain survey)Authors: Qian-Yu An et al.Comments: 76 pages, 29 figures

Авторы рапортуют об открытии еще одного кандидата в двойные системы, состоящей из Ве-звезды и черной дыры. Данные получены в рамках спектрального обзора LAMOST. Соответственно, наблюдаются периодические вариации радиальной скорости видимой звезды. Это позволяет определить массу невидимого компонента. Она составляет 9-10 масс Солнца. Поэтому черная дыра - единственное объяснение (если все верно обработано).

Аккреции в системе не видно (что и не удивительно при орбитальном периоде около полугода). Но наблюдали пока недолго и только на Swift. Посмотрим, что дадут глубокие наблюдения на Чандре или ХММ-Ньютон.

Ниже перечисляем интересные для широкой публики статьи из раздела physics (включая cross-listing)

arxiv:2505.04858 Почему мы хотим теорию квантовой гравитации? (Why Do We Want a Theory of Quantum Gravity?)Authors: Karen CrowtherComments: 88 pages, Preprint draft for Cambridge Elements in Philosophy of Physics

Большое эссе о квантовой гравитации. При этом, кажется, что текст достаточно доступен для широкой заинтересованной аудитории (т.е., даже если вы читали только науч-поп на эту тему, но читали много и вдумчиво). Разумеется, некоторые выводы автора неизбежно субъективны. Но по крайней мере первые четыре раздела стоит прочесть.

arxiv:2505.06244 Заблуждения относительно фальсификации ЛямбдаCDM космологии (The fallacies of LCDM falsifications)Authors: Alain BlanchardComments: 11 pages, no figure, to be publshed in the book "Cosmology Research - Addressing Current Problems with Astrophysics."

Интересная короткая статья о ЛямбдаCDM модели. Можно сказать, что жанр — доступная философия науки на конкретном примере. Автор кратко описывает историю модели и ее достижения, а затем критически рассматривает несколько примеров критики модели. Вывод автора состоит в том, что модель очень успешна и открыта к разумным модификациям. И нельзя сказать, что какие-то данные смогли ее фальсифицировать.

arxiv:2505.09014 Имитаторы черных дыр: от теории к наблюдениям (Black hole mimickers: from theory to observation)Authors: Cosimo Bambi et al.Comments: 92 pages, Proceedings of the "Black Hole Mimickers: From Theory to Observation" workshop

Это сборник статей, посвященных различным альтернативам черным дырам. Как теории, так и возможным наблюдательным проявлениям отличий от обычных черных дыр. Тематика достаточно экзотическая, но не совсем маргинальная. Так что, может быть интересно, о каких альтернативах стандартным черным дырам продолжают рассуждать.

arxiv:2505.13646 Современное состояние инфляционной космологии (On the Present Status of Inflationary Cosmology)Authors: Renata Kallosh, Andrei LindeComments: 45 pages, 20 figure

Довольно большой обзор по современной инфляционной космологии. Обсуждается ряд моделей, а также, как некоторые (наиболее удачные в этом смысле) из них соотносятся с наблюдениями.

Обзор для специалистов.

arxiv:2505.17848 Детектор NEXT-100 (The NEXT-100 Detector)Authors: NEXT CollaborationComments: 23 pages

Описан один из самых современных детекторов частиц темного вещества. Он начал собирать данные год назад, в мае 2024 г. Рабочим телом является ксенон. Детектор установлен в испанской подземной лаборатории.

arxiv:2505.23639 Мультивселенная: философское введение (The Multiverse: a Philosophical Introduction)Authors: Jeremy ButterfieldComments: 179 pages. This is the accepted version of a book that will be published by University of Calgary Press, and British Society for the Philosophy of Science Open Access series.

Будет интересно тем, кто интересуется этой тематикой. А для широкого круга - не уверен, потому что это действительно философия для профессионалов.

Обзоры препринтов научных статей «astro-ph/arxiv.org» за май 2025 года