Моя жизнь в астрономии

В 2003 и 2005 годах мы с Артуром Давидовичем Черниным (профессором, главным научным сотрудником ГАИШ, лауреатом Ломоносовской премии МГУ) опубликовали две научно-популярные книги по астрономии. Первая, изданная в 2003 году в издательстве «Век-2», называется «Вселенная, жизнь, черные дыры». Здесь мы изложили наиболее актуальные проблемы современной астрономии: поиск жизни во Вселенной, черные дыры, а также современную космологию, с учетом недавнего открытия американскими и австралийскими астрономами ускоренного расширения Вселенной, повлекшего за собой гипотезу о существовании новой формы материи – темной энергии, которая доминирует во Вселенной. Выяснилось, что известная нам барионная форма материи – атомы и молекулы, составляет лишь около 4% от полной плотности материи Вселенной. А 96% – это новые формы материи, представляющие собой так называемый темный сектор. 26% – это темная материя, скорее всего представляющая собой массивные слабовзаимодействующие стабильные элементарные частицы, которые пока не открыты в земных лабораториях, а 70% – это темная энергия, обладающая отрицательным давлением и представляющая собой новый вид физического поля или совокупность полей. В книге мы рассказали также о перспективах поиска внеземных форм жизни во Вселенной, которые кажутся небезнадежными в связи с открытием большого количества планетных систем вокруг ближайших звезд. И конечно, мы здесь подробно изложили проблемы, связанные с открытием большого числа черных дыр звездных масс в рентгеновских двойных системах и сверхмассивных черных дыр в ядрах галактик. В 2005 году в издательстве Новосибирского отделения РАН мы с А. Д. Черниным опубликовали научно-популярную книгу под названием «Горизонты Вселенной», рассчитанную на продвинутого читателя. В том же 2005 году я опубликовал научно-популярную брошюру «Черные дыры во Вселенной» (в издательстве «Век-2»).

С 1998 года мы с Т. С. Хрузиной включились в работу по наблюдательной проверке результатов трехмерных газодинамических расчетов течения газа в тесных двойных системах, которые выполняются в группе академика А. А. Боярчука (Д. В. Бисикало, В. М. Чечеткин, О. А. Кузнецов и др.). Эти расчеты являются пионерскими и имеют фундаментальное значение для понимания механизмов массообмена в тесных двойных системах. Их реализация стала возможной лишь в последние годы в связи с вводом в строй мощных компьютеров, а также с развитием устойчивых разностных численных методов решения нелинейных дифференциальных уравнений газовой динамики. Наблюдения показывают, что в тесных двойных системах с обменом масс, в частности в катаклизмических двойных системах наблюдается яркая область взаимодействия газовой струи вещества, истекающей из звезды-донора, с внешней границей аккреционного диска, сформированного вокруг звезды-аккретора (в случае катаклизмических двойных систем – это белый карлик).

Илл. 40. 70 лет академику АН Татарстана Н. А. Сахибуллину. 2010 г.

Возникает важный вопрос о структуре этой области взаимодействия. В ранних работах В. Г. Горбацкого и Дж. Смака (Польша), опубликованных в конце 1960‑х – начале 1970‑х годов, рассматривалась модель этой области взаимодействия в виде так называемого горячего пятна. Предполагалось, что из‑за столкновения сверхзвукового потока вещества газовой струи с внешней границей диска, здесь из‑за перехода кинетической энергии вещества струи в тепло в ударной волне образуется горячая область (горячее пятно), ориентированная вдоль внешней границы диска. Однако трехмерные газодинамические расчеты течения газа в тесной двойной системе показали, что при взаимодействии вещества струи с вращающимся диском прямого удара не получается. Вещество струи присоединяется к внешней границе быстро вращающегося диска постепенно, а главное ударное взаимодействие происходит вдоль некоторой протяженной области струи, расположенной вне диска. Эту область группа Боярчука назвала горячей линией. Нагрев вещества горячей линии происходит при столкновении с ней вращающегося вещества околозвездной оболочки, примыкающей к внешней границе диска. Наша задача состояла в том, чтобы в рамках двух моделей области взаимодействия струи и диска (горячего пятна и горячей линии) рассчитать соответствующие теоретические орбитальные кривые блеска взаимодействующей двойной системы, а затем путем сравнения теоретических кривых блеска с наблюдаемыми определить, какая модель более предпочтительна.