Важнейшие научные результаты и достижения Института космических исследований РАН за 2000-2009гг.

  • Обзор всего неба спутником Интеграл

    Рентгеновский фон Вселенной является суммарным излучением десятков миллионов активных ядер галактик (АЯГ) – сверхмассивных черных дыр и представляет собой уникальную запись истории их эволюции. Ученые ИКИ РАН выполнили критическую проверку этой гипотезы с помощью обсерватории ИНТЕГРАЛ – совместного проекта Европейского космического агентства, России и США. Ими была построена карта всего неба в жестких рентгеновских лучах, на которой были обнаружены и отождествлены более 130 источников в ядрах близких к нам галактик. Составлен наиболее полный, на сегодня, каталог рентгеновских источников в жестком рентгеновском диапазоне. Замечательно, распределение АЯГ, зарегистрированных ИНТЕГРАЛом, четко отражает крупномасштабную структуру локальной Вселенной, состоящей из сгущений галактик и пустот с характерными размерами в десятки миллионов световых лет. Заметное число зарегистрированных АЯГ не наблюдается в мягком рентгеновском диапазоне и принадлежит к новому типу источников, открытых обсерваторией ИНТЕГРАЛ – источников с сильным внутренним поглощением.

    Рис. Карта неба в диапазоне энергий 17-60 кэВ, полученная по данным первых четырех лет наблюдений обсерватории ИНТЕГРАЛ и поверхностная плотность ядер активных галактик, отражающая крупномасштабную структуру локальной Вселенной.


    Авторы: к.ф.-м.н. Кривонос Р.А., д.ф.-м.н. Сазонов С.Ю., чл.-корр. Чуразов Е.М., д.ф.-м.н. Ревнивцев М.Г., академик Сюняев Р.А., к.ф.-м.н. Лутовинов А.А., к.ф.-м.н. Мольков С.В., д.ф.-м.н. Гребенев С.А.


  • Определение параметров уравнения состояния «темной энергии»

    Международная группа ученых, в которую входят сотрудники ИКИ РАН и других научных организаций Европы и США, в 2009 году представила результаты исследования природы темной энергии при помощи измерений скорости роста крупномасштабной структуры Вселенной. В работе новым, полностью независимым способом, на основе рентгеновских измерений массы и температуры скоплений галактик было подтверждено ускоренное расширение Вселенной, а также получено наиболее точное на сегодняшний день измерение параметра уравнения состояния темной энергии, которое с точностью около 5% согласуется с наличием космологической постоянной в уравнении Эйнштейна. Эти результаты важны для понимания прошлого и будущего нашей Вселенной, так как, согласно современным представлениям, именно влияние «темной энергии» определяет развитие нашего мира.


    Рис. Ограничение на величину параметра уравнения состояния w. Значения, полученные разными методиками, обозначены разными цветами, красным цветом показано значение, полученное из комбинации всех экспериментальных данных. Пунктирная линия — величина космологической постоянной, введенной Эйнштейном.

    Авторы: д.ф.-м.н. Вихлинин А.В., к.ф.-м.н. Буренин Р.А., к.ф.-м.н. Воеводкин А.А. д.ф.-м.н. Павлинский М.Н.


  • Определение природы фонового рентгеновского излучения «хребта» Галактики

    Проблема происхождения рентгеновского фона Галактики была не решена еще с 70-х годах прошлого века, когда было обнаружено, что наряду с яркими точечными источниками рентгеновского излучения в Галактике присутствует слабое диффузное излучение, распределенное вдоль галактического диска и имеющее спектральные свойства, характерные для излучения горячей оптически тонкой плазмы. В цикле работ 2006 года ученым ИКИ РАН удалось показал, что галактический рентгеновский фон (ГРФ) обязан своим происхождением суммарному излучению большого количества рентгеновских источников с малой светимостью -- аккрецирующих белых карликов и коронально активных звезд. Для ее подтверждения было проведено сверхглубокое наблюдение орбитальной обсерваторией Chandra (НАСА) участка Галактической плоскости.

    В результате, в кружке радиусом 2,5 угловой минуты небе было обнаружено 473 отдельных источника рентгеновского излучения. Большинство из них — так называемые белые карлики и звезды с активными коронами. На основе полученных данных можно утверждать, что рентгеновское излучение Галактики - сложение излучений миллионов слабых источников.


    Рис. Изображение «хребта» Галактики - протяженного рентгеновского свечения, расположенного вдоль галактического диска. На врезке показано изображение маленькой области вблизи галактического центра, наблюдавшегося обсерваторией Chandra в течение миллиона секунд. Хорошо видна огромная плотность источников рентгеновского излучения (на достигнутом уровне чувствительности поверхностная плотность объектов ~100 000 объектов на кв. градус)

    Авторы: д.ф.-м.н. Ревнивцев М.Г., д.ф.-м.н. Сазонов С.Ю., чл.-корр. Чуразов Е.М., д.ф.-м.н. Вихлинин А.В., академик Сюняев Р.А.


  • Ускоренные плазменные структуры в хвосте магнитосферы Земли.

    На основе анализа более 500 случаев наблюдений спутниками Интербол-1, -2 пучков ускоренных ионов (бимлетов) движущихся к Земле в пограничном плазменном слое (ППС) геомагнитного хвоста и высыпающихся, затем, в высокоширотной авроральной области определен размер области локализации бимлетов в хвосте ~ 0.6 Re и в высокоширотной авроральной области ~0.50 MLT. Установлен интегральный эффект влияния направления межпланетного магнитного поля (ММП) на частоту генерации бимлетов, которая возрастает при южном и азимутальном направлениях ММП. По данным спутников Geotail и Cluster установлен эффект неадиабатического ускорения ионов в Токовом Слое (ТС) хвоста в пространственно локализованных источниках, расположенных на замкнутых силовых линиях магнитного поля, т.е. достаточно далеко от X-линии. Доказано, что во время спокойных геомагнитных периодов, в дальнем хвосте (на расстояниях от Земли > 110 Re) могут одновременно функционировать несколько таких источников (Рис.1), причем, время их жизни составляет не менее 10 мин. Бимлеты, ускоренные в таких источниках представляют собой плазменные филаменты, имеющие продольный размер (вдоль силовых линий магнитного поля) ~ нескольких десятков Re и поперечный размер - менее 0.5 Re (Рис.2).

    Рис.1. Одновременное наблюдение двух бимлетов, ускоренных в ТС в разных резонансных источниках R1 и R2.Рис. 2. Схема пространственной структуры бимлета. Ось X’ направлена вдоль магнитного поля.

    Авторы: академик РАН Зелёный Л.М., к.ф.-м.н. Григоренко Е.Е.


  • Исследования гидрологического цикла и истории воды на Марсе:
    1. открытие распространения вечной мерзлоты в высоких широтах и химически-связанной воды в экваториальных широтах Марса по данным эксперимента ХЭНД на КА «Марс Одиссей» [Mitrofanov et al. 2002, Boynton et al, 2002];
    2. обнаружение запасов водяного льда в Южной полярной шапке Марса [Bibring et al., 2004] и обнаружение осадочных и метаморфизированных пород, образовавшихся в присутствии жидкой воды по данным экспериментов ОМЕГА на КА «Марс-Экспресс» и Мессбауэровский спектрометр на марсоходах НАСА MER [Bibring et al., 2006; Morris et al., 2004; Klingelhofer et al., 2004];
    3. шестилетний мониторинг атмосферного водяного пара по данным трех экспериментов на КА «Марс-Экспресс» [Fedorova et al., 2006; Fouchet et al, 2007; Tshimmel et al., 2008; Maltagliati et al, 2008]
    4. интерпретация результатов с помощью трехмерной модели общей циркуляции атмосферы Марса [Rodin, Wilson 1999; Базилевский и др., 2006]
    Распространение вечной мерзлоты в высоких широтах и химически-связанной воды в экваториальных широтах Марса по данным эксперимента ХЭНД на КА «Марс Одиссей»



  • Многолетняя циркумполярная база данных о повреждениях бореальных экосистем пожарами на основе использования данных спутниковых наблюдений.

    Впервые в мировой практике разработана многолетняя циркумполярная база данных о воздействии пожаров на бореальные экосистемы на основе комбинированного использования данных спутниковых наблюдений SPOT-Vegetation и Terra/Aqua-MODIS. База данных охватывает регионы Северной Евразии и Северной Америки и позволяет получать динамическую информацию о повреждениях растительности огнем в период 2000-2004 годов с пространственным разрешениям 1 км и частотой 1 раз в десять дней. Разработанный автоматический метод обеспечивает возможность регулярного обновления и дополнения базы данных по мере поступления и обработки спутниковых изображений. Созданная база данных открывает уникальную возможность объективной оценки, связанных с пожарами, эмиссий углерода и других тепличных газов в атмосферу, и проведения исследований в области глобальных изменений климата.

    Рис: Повреждения бореальных экосистем пожарами в 2000-2004 годах по данным спутникового инструмента SPOT-Vegetation

    Авторы: С.А. Барталев, к.т.н., тел.333-10-77, e-mail: bartalev@smis.iki.rssi.ru Е.А. Лупян, д.т.н., тел. 333-53-13, e-mail: evgeny@d902.iki.rssi.ru


  • Сведения о награждении сотрудников ИКИ РАН международными премиями, медалями в 2000г.-2009г.

    Академик Галеев Альберт Абубакирович награжден орденом Почета за достигнутые успехи в укреплении дружбы и сотрудничества между народами и многолетний добросовестный труд.

    Академик Зелёный Лев Матвеевич
    • Премия Немецкого Научного фонда имени Александра Гумбольдта 2000-2003 гг.
    • Премия Президента Российской Федерации в области образования в 2003 году.
    • Oфицерский крест за заслуги в установлении научных контактов между Россией и Польшей. 2004 г.
    • Иностранный член Болгарской академии наук и Национальной академии наук Украины.
    • Знак Федерального космического агентства «За международное сотрудничество в области космонавтики». 2008
    Академик Сагдеев Роальд Зиннурович награжден Медалью Карла Сагана 2003 г. за выдающийся вклад в исследования Солнечной системы.

    Академик Сюняев Рашид Алиевич
    • золотая медаль им. Катерин Вольф Брюс (The Bruce Medalists) Тихоокеанского Астрономического Общества (США), 2000.
    • Премия по Космологии Фонда Питера Грубера., 2003
    • Премия Американского астрономического общестам, Американского физического института и Хейнмановского фонда, 2003.
    • Премия Крафорда по астрономии и Золотая Медаль Королевской Академии Наук Швеции, 2008г.
    • Премия имени А.А.Фридмана 2002 года академику Зельдовичу Якову Борисовичу (посмертно) и академику Сюняеву Рашиду Алиевичу за серию работ: "Эффект понижения яркости реликтового излучения в направлении на скопления галактик".
    • Награда им. Рассела (высшее отличие Американского Астрономического Общества),2008
    • Медаль им. Карла Шварцшильда (высшая награда Астрономического общества Германии, 2008
    • Золотая Медаль и Международная Научная Премия (Физика) им. Короля Фейсала, 2009г.
    Д.ф.-м.н. Ксанфомалити Леонид Васильевич – за большие заслуги в области планетных исследований его именем названа малая планета The minor planet named (2000): (7394) Xanthomalitia = 1985QX4

    Д.ф.-м.н. Матвеенко Леонид Иванович – за большой вклад в работу по созданию проекта комплекса "Квазар-КВО" Распоряжением Президента Российской Федерации «О поощрении» объявлена благодарность. 2006г. ; золотая медаль Американского биографического института, как основатель VLBI (Длинно-базовая интерферометрия) в России. 2006г.

    Д.ф.-м.н Ревнивцеву Михаилу Геннадьевичу присуждена премия Президента Российской Федерации в области науки и инноваций для молодых ученых за 2008 год за результаты научных исследований, вносящих существенный вклад в понимание природы галактических и внегалактических источников рентгеновского излучения.

    Д.ф.-м.н Вихлинину Алексею Александровичу присуждены:
    • Государственная премия для молодых ученых за выдающиеся работы в области науки и техники, 2004г.
    • Премия им. Бруно Росси, 2008г.
    Д.ф.-м.н. Вихлинин А.А., д.ф.-м.н. Ревнивцев М.Г., д.ф.-м.н. Измоденов В.В., д.ф.-м.н. Петрукович А.А. награждены Медалью Зельдовича.