Астрофизика в Казани 1810 -2016 1(11/15/16 Древо

Астрофизика в Казани 1810 -2016 1(11/15/

Древо казанской астрономи ЛТР TT The Moon Comets Meteors Geodesy LTENon-LTEIrradiated atmospheres Binary stars Observational ground: EAO, Caucasus station, RTT 150+… Our Galaxy Stellar atmospheres. Космическая геодезия: Кащеев Р. А. Загретдинов Р. В. и др. Кометы, метеоры Небесная механика: Белькович О. И. , Ишмухаметова М. Г. И др. Луна: Нефедьев Ю. А. Шпекин М. И. и др. Двойные и кратные звезды: Жуков Г. В. Жучков Р. Я. И др. Астрометрия: Нефедьева А. И. Гумеров Р. И. и др. Облучаемые атмосферы: Шиманский В. В. Сахибуллин Н. А. : и др. Внегалактичес кая астрономия: Бикмаев И, Ф. Сулейманов В. Ф. и др. Звездные атмосферы не-ЛТР, ЛТР Сахибуллин Н. А. Шиманская Н. Н. и др. Древо казанской астрономии Наблюдательные базы: АОЭ, СКАС, Анталья 8 докторов наук 15 кандидатов наук 211/15/

Царь Александр I Титульный лист Утвердительной грамоты Из Учредительной Грамоты: « Учредить Университет, дабы существования сего благотворного заведения сделать навсегда неприкосновенным и даровать ему возможность к достижению важного назначения образования полезных граждан на службу Отечества и распространения в нем нужных познаний» 2 Университет XIX века. Учреждение университета

поэма «Сухайль и Гульдурсун» (1394 г)Saif Sarai – Саиф Сараи (1321 -1396) “ … Гульдурсун повернулась около Сухайля Как Земля поворачивается вокруг Солнца…” «… Кыз ә йл ә нде бу батыр тир ә ли, Җ ир ә йл ә нг ә н кебек Кояш тир ә ли … 11/15/

Sukhayl Canopus Случайное совпадение? Или: — наши предки уже в 14 веке были осведомлены о южных странах и южных звездах (еще до эпохи ренессанса) — С. Сафари полагал что Солнце и Канопус являются объектами одной природы. Ярчайшая звезда южного полушария Канопус имеет арабское название Сухайль. 11/15/

Литтров И. А. – первый заведующий кафедрой Известный немецкий ученый, родился 1 марта 1781 г. , в богемском городке Bischof-Teinitz. Окончил университет в Праге. В сентябре 1809 г. приглашен занять кафедру в Казанском университете. В марте 1810 г. прибыл в Казань. Все время пребывания Литтрова в Казани отмечено стараниями поставить дело преподавания астрономии настолько высоко, чтобы университет мог выпускать астрономов вполне подготовленных для работ на больших обсерваториях. Кратер Литтрова на Луне 11/15/

Литтровы и K. -F. Гаусс 11/15/

Симонов И. М. (профессор кафедры с 1816 по 1850 г. ) “ Сей остров назвал я по имени И. М. Симонова, находящегося на шлюпе «Востоке» в должности астронома, ординарного профессора Казанского университета» . (из дневника Беллингаузена Ф. ) Дж. Кук : «. . . я смело могу сказать, что ни один человек никогда не решится проникнуть на юг дальше, чем это удалось мне. Земли, что могут находиться на юге, никогда не будут исследованы» 11/15/

Городская Обсерватория Построена под руководством Лобачевского и Симонова в 1837 году. Была оснащена современными по тому времени инструментами 1 8 3 7 92 0 1 6 11/15/

Н. И. Лобачевский Любопытный факт о молодом студенте Лобачевском Н. И. «А студенту Лобачевскому, занимающему первое место по худому поведению, объявить о том, что он отличные свои способности помрачает несоответствующим поведением «. (из письма акад. Румовского) Замечание: Лобачевский катался верхом на корове во дворе университета и запускал петарды И фамилия Лобачевского, стоявшая на первом месте в списке самых достойных студентов, которые претендовали на звание магистра, была вычеркнута. Но лишь усилиями проф. Литтрова и Бартельса Лобачевский был оставлен в университете 11/15/

АОЭ(1901) Дубяго А. Д. Ректор, основатель обсерватории Энгельгардт В. П. Главное здание обсерватории 2 0 1 6 1111/15/

19 век – Солнечная система ( Литтров, Симонов, Ковальский, Ляпунов, Дубяго…) 20 век – наша Галактика 21 век – внегалактические объекты Мартынов, Крат, Хабибуллин, Лавров… 12 Казанские шаги освоения Вселенной 11/15/

Казанская астрофизика: звездные атмосферы, не-ЛТР 13 Нельзя ли попроще рассказать о не-ЛТР? 11/15/16 Доц. Ст. прпод. Шиманская Н. Н. Менжевицкий В. С. К. ф-м. наук Иванова Д. В. Ст. препод. Менжевицкий В. С.

“ Классическая» теория ЗА: Звездная атмосфера (10 – 6 R* ) Внутренние слои — Локальное термодинамическое равновесие u use in 1928 by A. Milne) — — _ Отсутствие падающего излучения into use in 1905 by Schwarz- schild K. and Schuster A. ) ядро * *Т 1 Т 1 Поверхность звезды

Basic equations to be solved for non. LTE kikipjijij ikikiijiji. CRNCRN h d. J R ij ij )()( 4 d. J c h G h J Rij ij ji)( 2 )( )()( 42 3 0)( 2 )(E ijeijd. EEf m E En. C 0 00 0 0)()( )(2 )(EEd. EEf m EE EEn. Cijeji • Все уравнения нелинейные, глобально взаимсвязанные и с большим числом неизветных (порядка 1000) I dz d. I (1) (2)

11/15/16 16 « Казанские исследования открывают новое научное астрофизическое направление в стране» (из Заключения Диссертационного Совета Санкт-Петербургского ГУ)

Казанская астрофизика: облучаемые атмосферы Обнаружены тесные двойные звездные системы со взаимным облучением атмосфер и перетеканием вещества с одной звезды на другую. Облучаемыми являются объекты, для которых в некотором интервале частот имеет место ненулевое верхнее граничное условие I( τ=0, μ 0. 17 доц. Шиманский В. В. «классическая « атомсфераоблучаемые атмосфы Впервые 11/15/

Казанская астрономия: аккреционные диски, нейтронные звезды Доктор ф-м наук Сулейманов В. Ф. Был создань новый метод одновременного определения масс и радиусов НЗ в барстерах, т. е. тесных двойных системах с. Звезда – донор Аккреционный диск БК, НЗ, ЧД аккрецией на нейтронную звезду с нормальной звездой солнечного типа и термоядерными вспышками на поверхности НЗ. Этим методом были оценены массы и радиуса НЗ в одном из объектов такого типа. 1811/15/

Применен комплексный подход к изучению кратных звезд, позволивший восстановить их физический и динамический портрет. Впервые экспериментально подтверждена реализация сценария иерархического рассеяния систем при взаимных сближениях, а также наличие неустойчивых систем в окрестности Солнца. Kaзанская астрофизика: кратные звезды, Мартынов Д. Я. К. ф-м н. Жучков Р. Я. Доц. Жуков Г. В. 11/15/

«Строить предположения, не располагая фактами, -все равно, что пытаться войти в дом без ключа» . (Юлиан Хаксли, 1987 -1975, биолог-дарвинист) 2011/15/

Наблюдательные базы Астрономическая обсерватория имени Энгельгардта (основана в 1901 году) Северо-кавказская астрономическая станция (СКАС) 2111/15/

РТТ 150 • *Гора Бакирлетепе Высота 2500 м Широта 37 0 Долгота 2 h 20 m Хороший астроклимат Число ясных ночей ~ 250 22 T u r k e y 11/15/

Телескоп Казанского университета диаметром в 1. 5 м Проницающая сила – лампочка в 100 ватт видна с расстояния в 3000 км Разрешающая способность – 1 см виден с расстояния в 10 км РТТ 150 – Российско -Турецкий Телескоп

В результате выполненных наблюдений обнаружены 25 новых галактик с активными ядрами , в центре которых находятся сверхмассивные черные дыры с массами в диапазоне 10 -100 миллионов масс Солнца. Они являются источниками мощного рентгеновского и оптического излучения, благодаря чему их называют “маяками Вселенной”. Kaзанская астрофизика: новый этап- внегалактические объекты Открыта Бикмаевым И. Ф. 2411/15/

INTE rnational GA mma R ay A strophysical L aborat ory= Участники: все страны ESA (Austria, Belgium, Czech Republic, Denmark, Finland, France, Germany, Greece, Ireland, Italy, Luxembourg, The Netherlands, Norway, Portugal, Romania, Spain, Sweden, Switzerland, Kingdom) + United States + Poland +Турция + RUSSIA (КФУ, АН РТ, ИКИ+МГУ) Протон Орбита. INTEGRAL Академик Сюняев Р. А. 2511/15/16 ИНТЕГРАЛ (INTERGRAL)

Гамма – вспышки (Gamma ray bursts) энергия вспышек достигает величины 10 52 -10 53 эрг/сек !!! — это в 10 19 раз мощнее светимости Солнца, — даже при вспышках Сверхновых выделяется энергия в 100 раз меньше, — такое количество энергии может излучить вся наша Галактика в течение 250 лет. 10 33 х 10 10 =10 53 эрг/сек Энергия Солнца Число звезд в Галактике Число галактик во Вселенной 2611/15/

ИНТЕГРАЛ Орбитальные обсерватории нуждаются в наземной поддержке оптических наземных телескопов, установленных в горных районах мира с прекрасными астроклиматическими условиями и высоким качеством оптики и оснащенных современным научным оборудованием. Главная проблема космических экспериментов – низкое разрешение, что не позволяет отождествить открытое явление с реальным объектом. Наш телескоп полностью отвечает указанным требованиям и способен осуществлять наземную поддержку современных космических орбитальных обсерваторий. разрешение INTEGRAL – 300 угловых секунд RTT-150 одна угловая секунда 2711/15/

Определены орбиты более 100 и массы 26 астероидов Солнечной системы, включая и астероиды, опасно сближающихся с Землей. Эти исследования имеют большое практическое значения с точки зрения предотвращения глобальных катастроф на Земле в будущем из-за возможного падения на нее астероидов. Kaзанская астрономия: астероиды В. н. с. , доц. Гумеров Р. И. Прохождение астероида Апофиса около Земли 13 апреля 2029 года 37 000 км 2036 год ? ? ? 2811/15/

Выдающиеся открытия в астрофизике за последние десятилетия 1. Гравитационные линзы 2. Экзопланеты 3. «Темное» вещество 4. «Темная» энергия

30 Gravitational Lenses Как действует гравитационная линза? Дальний объект Мнимое изображение дальнего объекта Путь луча света Линзирующая масса Земля Общая теория относительности показала, что большие массы вещества могут изменить свойства пространства-времени и изменять направление луча света. На рисунке показано, как лучи света, изменив свое направление, создают два мнимых изображения ( «духи» ). На небе наблюдатель будет видеть следующую картину. A B D C A D BC «дух» объект линза

31 Скопления галактик как гравитационные линзы «Духи» галактики, расположенной за массивным скоплением галактик Линзирующее скопление галактик

32 Что такое «темная материя» ( «скрытое» вещество)? « Темная материя » это несветящееся вещество, которое не может быть обнаружено с помощью изучения любых форм электромагнитного излучения, но существование которой предполагается на основе косвенных данных. Ранее уже были предположения о наличии «темной материи» . Дело в том, гипотеза образования Вселенной предсказывает, что галактик во Вселенной должно быть больше, чем мы их наблюдаем. Поэтому возникло предположение, что существуют «темные» галактики.

33 По одной из гипотез светящуюся материю нашей Галактики (звезды, туманности и др. ) окружает неизлучающее вещество, названное темным гало.

34 Как изучают Вселенную (1) Допустим мы хотим исследовать состояние Вселенной на разных стадиях ее развития. Для этого надо изучать объекты, находящи- еся на разных расстояниях от нас. Почему? 1. Свет имеет конечную скорость с=300 км/сек. 2. Это означает, когда мы наблюдаем излучение объекта, то мы фактически наблюдаем его состояние не в настоящий момент, а время t=D/c тому назад ( D- расстояние до объекта). Примеры: 1) когда мы наблюдаем Луну, то мы видим ее состояние 1. 3 секунды тому назад: t=400 000 км/300 000(км/cек)=1. 3 сек. 2) когда мы наблюдаем Солнце, то видим его состояние 8 мин тому назад: t=1 500 000 км/300 000 (км/сек)=500 сек 8 мин. 150 млн км Луна Земля Солнце 400 тысяч км

35 3) когда мы наблюдаем галактику на расстоянии 1 млрд све – товых лет, то мы фактически видим ее состояние (или сос- тояние Вселенной) 1 млрд лет тому назад. 3. Вывод: чтобы изучить Вселенную на разном ее возрасте t , надо наблюдать объекты на разных удаленных расстояниях D. Если D измерять в млрд световых лет, то t = 14 млрд лет- D. Итого: надо найти способы измерять расстояния до далеких объек- тов. Одним из таких методов является использование красного смещения. Как изучают Вселенную (2) 1 млрд с. л. 10 млрд с. л. Эта галактика образовалась через 14 -10=4 млрд лет после Большого Взрыва. Эта галактика образовалась через 14 -1=13 млрд лет после Большого Взрыва Известно, что Большой Взрыв произошел 14 млрд лет назад

36 Почему выбраны Сверхновые SN Iа? Было было установлено, что среди всех Сверхновых наилучшими кандидатами в «маяки» являются Сверхновые типа SNIa, так как эта группа звезд является однородной по свойствам. В частности, они имеют в момент вспышки одинако- вую светимость L (или абсолютную звездную величину M V =-19. 5). Время (дни)А бсол ю тн ая звезд н ая вел и чи н а M V Дни На графике разными цветными символами показаны кривые блеска близких и хорошо изученных Сверхновых типа SNIa. Хорошо видно, как схожи кривые блеска разных звезд. Так же хорошо видно, что в максимуме блеска все Сверхновые имеют одну и ту же светимость. Z<0.

37. Какой результат по SN? (3) -14 10 10 -13. 0 -8. 8 -4. 4. . . . Будущее Прошлое. Н астоящ ее вр ем я Время от настоящего момента (в млрд лет) С р ед н и е р асстоян и я м еж д у гал акти кам и. . . Ускоряющаяся Вселенная Коллапсирующаяся Вселенная. Данные по Сверхновым Вывод из графика: расширение Вселенной происходит с ускорением. См. желтую линию на зависимости на графике, полученную теоретиками. На графике точками показаны данные по сверхновым. Замедляющаяся Вселенная

38 Каково же реальное значение ? До середины 90 -х годов астрономы учитывали лишь светящуюся материю, несве- тящиеся компоненты, излу- чение и темное вещество. Но в конце 90 -х годов прошлого столетия две независимые группы ученых установили, что далекие сверхновые оказались ярче, чем это следовало из расстояний, определенных по закону Хаббла. Это означает, что наша Вселенная сейчас расширяется с ускорением. Такое ускорение эквивалентно дополнительному вкладу в , равному 4 =0. 73 и наличию экзотической темной энергии.

11/15/16 39 Планетарий КФУ

• Подготовка по 2 специальностям: — астрономия (с 1810 года, без перерыва) — астрономогеодезия (с 1930 г. ) Прием 2016 года: Астрономия – 15 человек Геодезия бакалавриат)– 20 человек+ 6 человек «платники» 12 человек магистры. Учебный процесс «Студент» Шаймиев М. Ш. на лекции Сахибуллина Н. А 4011/15/

«Пусть рассеются Ваши сомнения – в России астрономы есть, и между ними есть хорошие, делающие добросовестно и успешно свое дело. Конечно, работают астрономы в особенно неблагоприятных условиях – учителей мало, школ для образования еще меньше, но люди есть и еще больше будут» . ( Из письма А. Д. Дубяго В. П. Энгельгардту) 4111/15/

11/15/16 42 Мы, англичане, говорим: настоящий друг тот, кто навестит тебя даже в тюрьме. Нет: настоящий друг тот, кто придет на твое выступление. ( Бредбери Малколм )

«Плох тот ученик, который не превосходит учителя. » He is a bad student who does not exceed the teacher. “ (Леонардо да Винчи) ( Leonardo da Vinci ) 4311/15/

11/15/16 44 Создана и введена в эксплуатацию система, обеспечивающая обнаружение и исследование быстропротекающих явлений неизвестной заранее локализации в ближнем и дальнем космическом пространстве. Поле зрения около 900 квадратных градусов и временное разрешение 0. 1 секунды , . В течение ночи регистрируются 100 -400 объектов на околоземных орбитах. С истема ММТ не имеет аналогов в мире по сочетанию своих характеристик.

Ежегодно по направлениям «Астрономия» и «Геодезия и дистанционное зондирование» заканчивают около 30 -35 человек. В 2015 за счет наложения ООП по ГОС 2 и ФГОС 3 окончило 64 человека 11/15/

11/15/16 462010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 ГОС 2 ФГОС 3+ 6 лет. Проблемы: 1) Постоянно меняющийся «стандарт» 2) Это требует переделки всего учебного процесса

11/15/16 47 Каков ответ? «No more assumptions! We just calculate!» (Sakhibullin N. ) — никаких предположений о равновесных функциях распределения — поле излучения ищем, решая уравнение переноса излучения Cos θ d. I/dz = — α I + ε — состояние вещества (плазмы) и поля излучения ищем из решения уравнений статистического равновесия

Основные уравнения теории ЗА переноса уравнение — )(), ( ытемператур йэффективно иеустановлен — состояния уравнение — ). . . ( шкалы оптической иеустановлен — равновесия ческогогидростати уравнение — SI dd. I T F PNNNk. TP dzd g d d. P eff лучe. H

Kazan astrophysics: c пектры скоплений Наблюдаемый и теоретический спектр скопления NGC 1 а галактике Андромеда. NGC 1 10 000 звезд Проблема: эволюция звезд изучается, в основном, по объектам нашей Галактики. В Казани (совместно с САО) сделана попытка определения характеристик галактик по изучению содержащихся в них звездных скоплений. Впервые 4911/15/

Kazan astrophysics: internatiоnal cooperation Для участия были из России приглашены: — ИКИ — Казань (Бикмаев И. Ф. , Хамитов И. ) PLANCK (2009) г– предназначен для изучения анизотропии космического излучения по всему небу и с высокими чувствительностью и разрешением. Произведен поиск нескольких тысяч скоплений галактик с использованием эффекта Сюняева-Зельдовича 5011/15/16 200 авторов

* 5111/15/

SRG — (Спектр-Рентген-Гамм а ) — международная орбитальная астрофизическая обсерватория предназначена. Будущее для изучения Вселенной от ультрафиолета до гамма и рентгеновского жесткого диапазона энергий (0, 5— 11 килоэлектрон-вольт, или кэ. В). По состоянию на сегодняшний дата запуска телескопа планируется осенью 2016 года. Работа для казанцев предстоит большая! 5211/15/

53 План сообщения • Историческая справка • Теоретические исследования • Наблюдательные исследования • Космические исследования • Учебный процесс Бикмаев И. Ф. Сулейманов В. В. Галеев А. И. Шиманский В. В. Иванова Д. Шиманская Н. Н. , Закиров У. Н. Жучков Р. Я. Сахибуллин Н. А. и др. Фото после семинара 11/15/