Холшевников Константин Владиславович НШ

Краткая аннотация гранта НШ-3290.2010.2
«Кинематическая и динамическая астрономия»
Целью исследований является установление закономерностей динамической
эволюции различных гравитирующих систем: Земли как планеты, больших планет
Солнечной системы, астероидов главного пояса, сближающихся с Землей и другими
планетами астероидов, внесолнечных планетных систем, Галактики в целом и ее основных
подсистем, включая звезды малой кратности.
Основными задачами являются мониторинг вращательного движения Земли, включая
неравномерности ее вращения и движение полюсов; установление закономерностей
эволюции больших планет Солнечной системы, пылевых комплексов в Солнечной системе,
включая околоземное пространство, внесолнечных планетных систем, звезд малой кратности
на космогонических временах; мониторинг поведения астероидов, сближающихся с Землей и
другими планетами; составление и анализ сводных звездных каталогов; построение
структурно-кинематических моделей Галактики.
За отчетный период (2010 г.) были получены следующие научные результаты:
1. Проводились регулярные наблюдения на GPS/ГЛОНАСС станции СПбГУ. Получены
непрерывные суточные сессии GPS/ГЛОНАСС-наблюдений с интервалом 5 секунд (17280
измерений в сессию). Установленное программное обеспечение приемника позволяет
полноценно принимать сигналы обеих навигационных систем. Наблюдательный материал,
полученный на GPS/ГЛОНАСС станции СПбГУ, был использован для решения
астрометрических и геодезических задач: определение координат GPS/ГЛОНАСС станции
СПбГУ; исследование поведения фазы несущей GPS/ГЛОНАСС-сигналов; отладка нового
программного обеспечение для обработки GPS/ГЛОНАСС наблюдений.
В рамках работы Центра Анализа СПбГУ продолжается обработка 24-часовых серий
РСДБ наблюдений, проводящихся по программам IVS-R1, IVS-R4 с целью получения
суточных оценок пяти параметров ориентации Земли.
Начато исследование современных моделей глобального гравитационного поля Земли.
Последняя из них EGM2008 представляет геопотенциал рядом по шаровым функциям вплоть
до степени n=2160, причем до степени 2000 включены все постоянные Стокса (их более 4
миллионов), а при n>2000 приведены лишь некоторые из них.
Была поставлена задача определения показателя s для геопотенциала, модель
EGM2008. Предварительные данные свидетельствуют о разумном значении s, но нуждаются
в уточнении, которое мы выполним на следующем этапе.
Начаты исследования свойств пылевых комплексов при эллиптической (включая
случай большого эксцентриситета) произвольно наклоненной орбите материнского спутника.
Продолжено исследование возможных орбит соударения с Землей астероида Апофис
до 2100 года. Полученные нами ранее результаты (возможные тесные сближения до 2052
года, включая соударение в 2040 году) сравнивались с результатами, независимо
полученными американскими специалистами (Yeomans et al.,
http://neo.jpl.nasa.gov/neo/pdc_paper.html). Подтверждается правильность используемых
методов и проводимых вычислений, а также сложность задачи.
Продолжено исследование поведения двупланетной системы на космогонических
временах. Выяснена важная роль распределения резонансных зон в зависимости от больших
полуосей и масс планет. Изучены свойства указанного распределения. Получены условия
перекрытия резонансных зон. Показано, что движение пар планет в экзопланетных системах
HD 73526, 47 UMa, HD 181433 (c-d), GJ 581 (b-c), HD 155358 может происходить в областях
перекрытия резонансов. Исследована орбитальная эволюция двупланетной системы 47 UMa
в следующих случаях: при отсутствии резонанса; в окрестности резонансов 1:2, 3:7, 2:5, 3:8,
1:3, 1:7.
Продолжалось исследование устойчивости движения избранных кратных звезд.
Показано, что результаты анализа устойчивости наблюдаемых тройных звезд по двум новым
критериям (Арсета, Валтонена и др.) соответствуют результатам моделирования в 98%
случаев.
Более детальное исследование проведено для системы HD~284419 (T Tau) и HD
217675 (omikron And). Для системы T Tau методом параметров видимого движения получены
новые орбитальные решения для этой системы.
Для системы omikron And оценены спектральные классы, абсолютные звездные
величины и массы компонент. Суммарная масса системы составляет 18 +- 2 масс Солнца.
Показано, что система имеет конфигурацию 2+2, где одна из подсистем - спектральная
двойная с периодом 33 дня, а внешняя пара имеет период 117 лет.
Начато моделирование зависимости средней металличности шаровых скоплений (ШС)
Галактики от пространственных координат, имеющее одной из целей получение новых
оценок расстояния от Солнца до центра Галактики. Получены решения в случае линейного
градиента в рамках осесимметричной модели для всей системы ШС и подсистем диска и
гало, выделяемых традиционно.
Получены результаты для традиционных шкал Cahn & Kaler (1971), Acker (1978), Cahn
et al. (1992) и новой шкалы Phillips (2004).
Мы поставили задачу критически проанализировать существующие оценки
характерного времени эволюции в результате звездно-звездных сближений (времени
релаксации). Использованный с этой целью подход опирается на эргодическую теорию,
представление (в соответствии с принципом Мопертюи) звездной системы как точки,
движущейся по геодезической в некотором римановом пространстве, и знание закона
распределения случайной силы, действующей на звезду. Вместо распределения Хольцмарка
для сближений с малыми прицельными расстояниями было использовано распределение
Петровской, полученное при трактовке звездных сближений как чисто разрывного
случайного процесса. Были рассмотрены как невращающиеся, так и вращающиеся системы
различной сплюснутости.