Астрофизика и Космофизика в ФТИ им. А.Ф.Иоффе

Космические Исследования
в Физико-техническом институте
им. А.Ф. Иоффе РАН
15 апреля 2011
Экспериментальное опровержение гипотезы
о «пылевом облаке» Земли
(Доклады АН СССР, 1967; Космич. исслед., 1969)
•
•
Была разработана аппаратура,
обладающая высокой
помехоустойчивостью, малым
уровнем внутренних шумов и
высокой чувствительностью
~3x10-10 г.
С ее помощью в 1966-67г.г. были
проведены длительные
измерения потока
микрометеоров, показавшие, что
прежние измерения с
акустическими детекторами были
завышены на 3 порядка величины
(Космос-135 и Космос-163).
Облако продуктов взрыва 17 июня 1967г. как «трассер», позволяющий
исследовать циркуляцию в верхних слоях стратосферы Земли: за
месяц наблюдений облако продуктов взрыва обогнуло земной шар по
параллели места взрыва.
Эксперименты ФТИ по исследованию космических гамма-всплесков
(самых мощных взрывов во Вселенной)
Эксперимент «Конус» на
американском космическом
аппарате (КА) « Винд »
бесперебойно
функционирует c 1994 года
по настоящее время
Аппаратура «Конус»
на КА НАСА «Винд»
Эксперименты Конус-А,
Конус-А2, Конус-А3 на
КА Космос-2326, 2367, 2421
проведены в 1995-2006 гг.
Аппаратура «Конус-РФ» на КА
«Коронас-Фотон»
Эксперимент «Геликон» на
КА «Коронас-Ф» проведен в
2001-2005 гг.
Аппаратура «Геликон» на КА
«Коронас-Ф»
Аппаратура «Конус-А» на КА
серии «Космос»
Эксперимент «Конус-РФ» на
КА «Коронас-Фотон»
запущен 2009 г.
Лаб. экспериментальной астрофизики
Гигантская вспышка космического γ-излучения SGR 1806-20
(нейтронная звезда со сверхсильным магнитным полем ~1014 Гс)
•
SGR 0418+5729 - источник мягких
повторяющихся гамма-всплесков
•
Пиковая светимость вплеска в ~1000 раз
превосходила светимость всей Галактики
•
Только благодаря регистрации
отраженного от Луны начального импульса
удалось восстановить его спектр и
мощность
Лаб. экспериментальной астрофизики
Cолнечный рентгеновский поляриметр ПИНГВИН
(Поляриметр Излучения и Нейтрон-Гамма Вспышечный ИНтенсиметр)
Космический эксперимент
«КОРОНАС-ФОТОН».
Мягкое рентгеновское излучение
наиболее мощных солнечных
вспышек класса В1.8 05.07.09
Аппаратура позволяет получать
спектры излучения вспышек в
диапазоне 2 – 500 кэВ.
Лаборатория космических лучей
Камеры ПЛАТАН (твердотельные трековые детекторы)
Камеры ПЛАТАН экспонировались на космических станциях
Салют-6, Салют-7, Мир и Международной Космической Станции
150
Число частиц
Зарядовый состав
зарегистрированных частиц
Fe
100
50
Ne
Si
Ca
0
6
8
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
Заряд
Измерены состав (Fe, Ca, Si, Ne) и
энергетические спектры
галактических, солнечных и
аномальных космических лучей.
Камера ПЛАТАН в космосе на МКС
Лаборатория космических лучей
Международный космический эксперимент ПАМЕЛА
Италия, Россия (МИФИ, ФИАН, ФТИ РАН), Германия, Швеция.
Магнитный спектрометр ПАМЕЛА работает на российском спутнике
«РЕСУРС-ДК1» с 15 июня 2006 г.
Впервые измерены спектры позитронов и антипротонов до ~ 200 ГэВ.
Обнаружен избыток позитронов в энергетической области 10-200 ГэВ.
Nature(2009), Phys.Rev.Lett.(2009).
Лаборатория космической спектрометрии
Гамма-обсерватория INTEGRAL
Cверхмассивная
черная дыра в
Центре Галактики:
M  3.5106 M sun
Sgr A*
Спектроскопия аннигиляционного излучения Центра Галактики
Скорость аннигиляции позитронов:
2 1043 s 1
Сектор теоретической астрофизики
Комплексные исследования остатка сверхновой IC 443 в
рентгеновском (XMM-Newton) и инфракрасном (Spitzer) диапазонах
Сверхновая IC 443 взаимодействует с молекулярным облаком в области звездообразования
Gem OB1 и является самым ярким источником Fermi-LAT среди остатка сверхновой.
Установлена природа жесткого рентгеновского излучения и его связи с
инфракрасными источниками в IC 443.
Сектор теоретической астрофизики
Физика нейтронных звезд
PSR J1614-2230
P. Demorest et al.
Nature (2010)
Теория позволяет объяснить данные наблюдений, а также:
1. Установить жесткое ограничение на уравнение состояния
сверхплотного вещества.
2. Определить критические температуры перехода в сверхтекучее
состояние.
Сектор теоретической астрофизики
Физика нейтронных звезд
Построена теория остывания
нейтронных звезд
с учетом сверхтекучести
нейтронов и протонов в
сверхплотном веществе.
Сравнение данных наблюдений
и теории позволило
1. установить весьма жесткие
ограничения на уравнение
состояния сверхплотного
вещества.
2. Определить критические
температуры перехода с
сверхтекучее состояние.
D.G. Yakovlev, O.Y. Gnedin, A.D. Kaminker, A.Y. Potekhin (2008)
Сектор теоретической астрофизики
Физика нейтронных звезд
Сектор теоретической астрофизики
Молекулярные облака HD/H2 в ранней Вселенной и
Первичный Нуклеосинтез.
Впервые в мире на больших
космологических расстояниях
обнаружены облака HD/H2
Содержание молекул HD//H2 позволило
определить новым, независимым методом
отношение изотопов D/H, образовавшихся в
эпоху первичного нуклеосинтеза, а отсюда
оценить среднюю плотность барионов во
Вселенной ~4% от критической плотности.
Сектор теоретической астрофизики
Гамма-обсерватория INTEGRAL
Спектроскопия γ-линий 44Ti в остатке
сверхновой Кассиопея А
Масса 44Ti :
1.6 00..63  10 4 M sun
Спектроскопия аннигиляционного излучения Центра Галактики сверхмассивная черная дыра: M  3.5106 M sun
Скорость аннигиляции позитронов:
2 1043 s 1
Сектор теоретической астрофизики