"Наблюдательные проявления быстропеременных
advertisement
Ñïåöèàëüíàÿ Àñòðîôèçè÷åñêàÿ Îáñåðâàòîðèÿ ÐÀÍ Íà ïðàâàõ ðóêîïèñè ÓÄÊ 524.354/520.82/52-43 Êàðïîâ Ñåðãåé Âàëåíòèíîâè÷ ÍÀÁËÞÄÀÒÅËÜÍÛÅ ÏÐÎßÂËÅÍÈß ÁÛÑÒÐÎÏÅÐÅÌÅÍÍÛÕ ÐÅËßÒÈÂÈÑÒÑÊÈÕ ÎÁÚÅÊÒΠCïåöèàëüíîñòü: 01.03.02 àñòðîôèçèêà, ðàäèîàñòðîíîìèÿ ÀÂÒÎÐÅÔÅÐÀÒ äèññåðòàöèè íà ñîèñêàíèå ó÷åíîé ñòåïåíè êàíäèäàòà ôèçèêî-ìàòåìàòè÷åñêèõ íàóê Íèæíèé Àðõûç 2007 Ðàáîòà âûïîëíåíà â Ñïåöèàëüíîé àñòðîôèçè÷åñêîé îáñåðâàòîðèè Ðîññèéñêîé àêàäåìèè íàóê Íàó÷íûé ðóêîâîäèòåëü: êàíäèäàò ôèçèêî-ìàòåìàòè÷åñêèõ íàóê Áåñêèí Ãðèãîðèé Ìååðîâè÷, çàâåäóþùèé Ãðóïïîé ðåëÿòèâèñòñêîé àñòðîôèçèêè ÑÀÎ ÐÀÍ Îôèöèàëüíûå îïïîíåíòû: • äîêòîð ôèçèêî-ìàòåìàòè÷åñêèõ íàóê Àôàíàñüåâ Âèêòîð Ëåîíèäîâè÷, ãëàâíûé íàó÷íûé ñîòðóäíèê Ëàáîðàòîðèè ñïåêòðîñêîïèè è ôîòîìåòðèè âíåãàëàêòè÷åñêèõ îáúåêòîâ ÑÀÎ ÐÀÍ • äîêòîð ôèçèêî-ìàòåìàòè÷åñêèõ íàóê Ïðîõîðîâ Ìèõàèë Åâãåíüåâè÷, ñòàðøèé íàó÷íûé ñîòðóäíèê Îòäåëà ðåëÿòèâèñòñêîé àñòðîôèçèêè ÃÀÈØ ÌÃÓ Âåäóùàÿ îðãàíèçàöèÿ: Àñòðîêîñìè÷åñêèé öåíòð Ôèçè÷åñêîãî èíñòèòóòà èì. Ï.Í.Ëåáåäåâà Ðîññèéñêîé àêàäåìèè íàóê Çàùèòà ñîñòîèòñÿ 12 àïðåëÿ 2007 ãîäà â 1300 íà çàñåäàíèè äèññåðòàöèîííîãî ñîâåòà Ä002.203.01 â Ñïåöèàëüíîé Àñòðîôèçè÷åñêîé Îáñåðâàòîðèè Ðîññèéñêîé Àêàäåìèè Íàóê ïî àäðåñó: 396167 ÑÀÎ ÐÀÍ, ïîñ. Íèæ.Àðõûç, Êàðà÷àåâî-×åðêåññêàÿ ðåñïóáëèêà, Ðîññèÿ Ñ äèññåðòàöèåé ìîæíî îçíàêîìèòüñÿ â áèáëèîòåêå ÑÀÎ ÐÀÍ. Àâòîðåôåðàò ðàçîñëàí _7_ ìàðòà 2007 ãîäà. Ó÷åíûé ñåêðåòàðü äèññåðòàöèîííîãî ñîâåòà ê.ô.-ì.í. Å. Ê. Ìàéîðîâà. Îáùàÿ õàðàêòåðèñòèêà ðàáîòû Äèññåðòàöèÿ ïîñâÿùåíà âñåñòîðîííåìó àíàëèçó íàáëþäàòåëüíûõ ïðîÿâëåíèé ðàçëè÷íûõ êëàññîâ áûñòðîïåðåìåííûõ ðåëÿòèâèñòñêèõ îáúåêòîâ îäèíî÷íûõ àêêðåöèðóþùèõ ÷åðíûõ äûð çâåçäíûõ ìàññ, ïóëüñàðîâ, èñòî÷íèêîâ êîñìè÷åñêèõ ãàììà-âñïëåñêîâ. Íåñìîòðÿ íà ñóùåñòâåííûå ðàçëè÷èÿ â ñòåïåíè ïîíèìàíèÿ ïðèðîäû ýòèõ ôåíîìåíîâ, çàâåäîìî ÿñíî, ÷òî çäåñü ðå÷ü èäåò î êîíôèãóðàöèÿõ ñ ìèíèìàëüíûìè ðàçìåðàìè è ìàêñèìàëüíûìè ïëîòíîñòÿìè âåùåñòâà è ýíåðãèè, êàê ãðàâèòàöèîííîé, òàê è ìàãíèòíîé. Êàê ñëåäñòâèå, îäíèì èç âàæíåéøèõ ñâîéñòâ ýòèõ îáúåêòîâ ÿâëÿåòñÿ (èëè äîëæíà áûòü) ïåðåìåííîñòü èõ èçëó÷åíèÿ ñ ìèíèìàëüíûìè (âïëîòü äî ìèêðîñåêóíä) õàðàêòåðíûìè âðåìåíàìè. Òåîðåòè÷åñêèé àíàëèç, ðàçðàáîòêà ìåòîäîâ àíàëèçà è íàáëþäåíèÿ ýòèõ ÿâëåíèé è ñîñòàâëÿþò ïðåäìåò äèññåðòàöèè. Îäèíî÷íûå ÷åðíûå äûðû çâåçäíûõ ìàññ äî ñèõ ïîð ÿâëÿþòñÿ ãèïîòåòè÷åñêèìè îáúåêòàìè íè îäíà èç íèõ îáíàðóæåíà íå áûëà, íåñìîòðÿ íà òî, ÷òî ñîâðåìåííûå òåîðèè çâåçäíîé ýâîëþöèè ïðåäñêàçûâàþò çíà÷èòåëüíîå èõ ÷èñëî â Ãàëàêòèêå, è ïðîâîäèëèñü ñïåöèàëüíûå ïðîãðàììû, íàïðàâëåííûå íà èõ ïîèñê (Beskin et al 1997). Òåîðåòè÷åñêèé àíàëèç èõ íàáëþäàòåëüíûõ ïðîÿâëåíèé âî ìíîãîì îñíîâàí íà ðàáîòå Øâàðöìàíà (1971), ïðåäñêàçàâøåãî äîñòàòî÷íî âûñîêóþ ýôôåêòèâíîñòü ïåðåðàáîòêè ãðàâèòàöèîííîé ýíåðãèè àêêðåöèðóþùåãî âåùåñòâà è îòñóòñòâèå â ñïåêòðå åãî èçëó÷åíèÿ ëèíèé, à òàêæå ïîêàçàâøåãî îïðåäåëÿþùóþ ðîëü âìîðîæåííîãî â âåùåñòâî ìàãíèòíîãî ïîëÿ â ôîðìèðîâàíèè êàê ñàìîãî àêêðåöèîííîãî ïîòîêà, òàê è åãî íàáëþäàòåëüíûõ ïðîÿâëåíèé.  äàííîé ðàáîòå ñäåëàíà ïîïûòêà óãëóáèòü ïîíèìàíèå ïðîöåññîâ ïåðåðàáîòêè ìàãíèòíîé ýíåðãèè â èçëó÷åíèå, à òàêæå èññëåäîâàòü âðåìåííûå åãî ñâîéñòâà. Îïòè÷åñêîå èçëó÷åíèå ïóëüñàðà â Êðàáîâèäíîé òóìàííîñòè èññëåäóåòñÿ óæå ïî÷òè 30 ëåò, îäíàêî äî ñèõ ïîð íåïîíÿòíû òî÷íûå ìåõàíèçìû åãî ôîðìèðîâàíèÿ. Èçâåñòíî, ÷òî îíî îòëè÷àåòñÿ îòíîñèòåëüíî âûñîêîé ñòàáèëüíîñòüþ íà ôîíå ñèëüíîé ïåðåìåííîñòè â ðàäèîäèàïàçîíå, à òàêæå íåðåãóëÿðíûõ âàðèàöèé ìîìåíòîâ ïðèõîäà èìïóëüñîâ (âðåìåííîãî øóìà) (Pacini 1971; Nasuti 3 et al 1996; Cordes 1980; Kuiper et al 2003; Rots et al 2004). Ïîèñê è èññëåäîâàíèå âàðèàöèé îïòè÷åñêîé êðèâîé áëåñêà äîëæíû ïîìî÷ü ðàçäåëèòü ðàçëè÷íûå ôèçè÷åñêèå è ãåîìåòðè÷åñêèå ìåõàíèçìû ôîðìèðîâàíèÿ èçëó÷åíèÿ ðàçíûõ îáëàñòåé ñïåêòðà.  äàííîé ðàáîòå ïðîâîäèòñÿ àíàëèç ñòàáèëüíîñòè êðèâîé áëåñêà â øèðîêîì äèàïàçîíå õàðàêòåðíûõ âðåìåí, îðèåíòèðîâàííûé íà èññëåäîâàíèå êàê åå ñèñòåìàòè÷åñêîãî èçìåíåíèÿ íà øêàëå íåñêîëüêèõ ëåò, òàê è êðàòêîâðåìåííûõ âàðèàöèé (íà ñåêóíäàõ - ÷àñàõ) ìîìåíòîâ ïðèõîäà îòäåëüíûõ ïóëüñîâ. Ìîíèòîðèíãîâûå ïðîãðàììû ïî ïîèñêó áûñòðîïåðåìåííûõ îïòè÷åñêèõ òðàíçèåíòîâ, ñîïðîâîæäàþùèõ êîñìè÷åñêèå ãàììà-âñïëåñêè, âåäóòñÿ ïðàêòè÷åñêè ñ ìîìåíòà îòêðûòèÿ èõ îïòè÷åñêèõ ïîñëåñâå÷åíèé. Îñîáî ñëîæíîé è ðàíåå íå ðåàëèçîâàâøåéñÿ ÿâëÿåòñÿ çàäà÷à îáíàðóæåíèÿ è èçó÷åíèÿ îïòè÷åñêèõ âñïûøåê, âîçìîæíî, ñâÿçàííûõ ñ êîðîòêèìè (ìåíüøå 1 ñåêóíäû) ãàììà âñïëåñêàìè. Äëÿ åå ðåøåíèÿ íåîáõîäèìî ñî÷åòàíèå â íàáëþäåíèÿõ øèðîêîãî ïîëÿ çðåíèÿ, ñðàâíèìîãî ñ òàêîâûì ó êîñìè÷åñêèõ ãàììà-òåëåñêîïîâ, è âûñîêîãî âðåìåííîãî ðàçðåøåíèÿ, à òàêæå îáåñïå÷åíèå ðåäóêöèè äàííûõ è îáíàðóæåíèÿ òðàíçèåíòíûõ îáúåêòîâ â ðåàëüíîì ìàñøòàáå âðåìåíè, íà øêàëå äîëåé ñåêóíäû.  ýòîé ðàáîòå îïèñûâàåòñÿ ìåòîäîëîãèÿ ïîäîáíûõ èññëåäîâàíèé, à òàêæå åå êîíêðåòíàÿ ðåàëèçàöèÿ â ñëó÷àå áûñòðûõ øèðîêîïîëüíûõ êàìåð FAVOR/TORTORA. Àêòóàëüíîñòü òåìû Èññëåäîâàíèå áûñòðîïåðåìåííûõ ðåëÿòèâèñòñêèõ îáúåêòîâ ÿâëÿåòñÿ îñíîâíûì ìåòîäîì èçó÷åíèÿ ïîâåäåíèÿ àñòðîôèçè÷åñêîé ïëàçìû â ýêñòðåìàëüíûõ óñëîâèÿõ â áîëüøèõ ìàãíèòíûõ è ãðàâèòàöèîííûõ ïîëÿõ. Âàæíûì ïðè ýòîì ÿâëÿåòñÿ êàê òåîðåòè÷åñêèé àíàëèç âîçìîæíûõ íàáëþäàòåëüíûõ ïðîÿâëåíèé ïîäîáíûõ îáúåêòîâ, òàê è ðàçðàáîòêà ñîîòâåòñòâóþùèõ ìåòîäîâ ïîëó÷åíèÿ è ðåäóêöèè äàííûõ. Íàèáîëåå ïåðñïåêòèâíûì â íàñòîÿùåå âðåìÿ ïðåäñòàâëÿåòñÿ èññëåäîâàíèå âàðèàöèé áëåñêà àñòðîôèçè÷åñêèõ îáúåêòîâ ñ ïîìîùüþ äåòåêòîðîâ, ïîçâîëÿþùèõ ðåãèñòðèðîâàòü âðåìåíà ïðèõîäà îòäåëüíûõ êâàíòîâ. Àíàëèç òàêèõ äàííûõ ïîçâîëÿåò èçó÷àòü ïîâåäåíèå îáúåêòà êàê âî âðå4 ìåíí îé, òàê è â ÷àñòîòíîé îáëàñòÿõ. Ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèÿ ñòàáèëüíîñòè îïòè÷åñêîãî èçëó÷åíèÿ ïóëüñàðîâ, è, â îñîáåííîñòè, ïóëüñàðà â Êðàáîâèäíîé òóìàííîñòè, ìîãóò ñûãðàòü îïðåäåëÿþùóþ ðîëü â ðàçâèòèè òåîðèè êàê âíóòðåííåãî ñòðîåíèÿ, òàê è ìàãíèòîñôåðû íåéòðîííûõ çâåçä. Äðóãèì àêòóàëüíûì íàïðàâëåíèåì èçó÷åíèÿ áûñòðîïåðåìåííûõ îáúåêòîâ ÿâëÿþòñÿ ìîíèòîðèíãîâûå íàáëþäåíèÿ, ñòàâÿùèå öåëüþ ïîèñê è èññëåäîâàíèå îïòè÷åñêèõ òðàíçèåíòîâ, ñâÿçàííûõ ñ êîñìè÷åñêèìè ãàììà-âñïëåñêàìè, íà ñàìûõ ðàííèõ ñòàäèÿõ èõ ñóùåñòâîâàíèÿ, ãäå íàèáîëåå ÿðêî ìîãóò ïðîÿâèòüñÿ ñâîéñòâà ðåëÿòèâèñòñêèõ îáúåêòîâ èñòî÷íèêîâ ãàììà-èçëó÷åíèÿ. Öåëü ðàáîòû Ðàçâèòèå òåîðèè ñôåðè÷åñêîé àêêðåöèè íà îäèíî÷íûå ÷åðíûå äûðû çâåçäíûõ ìàññ äëÿ ìàêñèìàëüíî ïîëíîãî îïèñàíèÿ èõ íàáëþäàòåëüíûõ ïðîÿâëåíèé. Ðàçðàáîòêà ìåòîäèêè àíàëèçà äàííûõ, ïîëó÷àåìûõ ïðè íàáëþäåíèÿõ ñ êîîðäèíàòíî-÷óâñòâèòåëüíûìè äåòåêòîðàìè â îïòè÷åñêîì äèàïàçîíå, è åå ïðèìåíåíèå ê ïîèñêó è èññëåäîâàíèþ êàê îáúåêòîâ-êàíäèäàòîâ â ÷åðíûå äûðû, òàê è ïóëüñàðà â Êðàáîâèäíîé òóìàííîñòè. Ðàçðàáîòêà ìåòîäèêè ìîíèòîðèíãîâûõ íàáëþäåíèé ñ áûñòðûìè øèðîêîïîëüíûìè êàìåðàìè ñ öåëüþ àâòîìàòè÷åñêîãî ïîèñêà è èññëåäîâàíèÿ áûñòðûõ îïòè÷åñêèõ òðàíçèåíòîâ. Íàó÷íàÿ íîâèçíà ðàáîòû • Ïîñòðîåíà òåîðèÿ àêêðåöèîííîãî òå÷åíèÿ íà îäèíî÷íûå ÷åðíûå äûðû ñ ó÷åòîì äèñêðåòíîé äèññèïàöèè ìàãíèòíîãî ïîëÿ. Ïîêàçàíî, ÷òî ó÷åò ñîõðàíåíèÿ ìàãíèòíîãî àäèàáàòè÷åñêîãî èíâàðèàíòà ïðè àêêðåöèè ïðèâîäèò ê óâåëè÷åíèþ òåìïà íàãðåâà íà 25%, ðîñòó ñâåòèìîñòè è èçìåíåíèþ ïðîôèëÿ òåìïåðàòóðû â àêêðåöèîííîì ïîòîêå. Ïîêàçàíî, ÷òî äèññèïàöèÿ ìàãíèòíîé ýíåðãèè â òóðáóëåíòíûõ òîêîâûõ ñëîÿõ ïðèâîäèò ê ïîÿâëåíèþ äîïîëíèòåëüíîé êîìïîíåíòû ïëàçìû ñîâîêóïíîñòè ïó÷êîâ óñêîðåííûõ 5 ýëåêòðîíîâ. Ïîêàçàíî, ÷òî íåòåïëîâàÿ ýëåêòðîííàÿ êîìïîíåíòà ïîðîæäàåò äîáàâî÷íîå ñðàâíèòåëüíî æåñòêîå èçëó÷åíèå. Ïðîäåìîíñòðèðîâàíî, ÷òî ïåðåìåííîñòü èçëó÷åíèÿ íåòåïëîâîé êîìïîíåíòû ôîðìèðóåòñÿ êàê ñîâîêóïíîñòü âñïûøåê ïðè ïàäåíèè îòäåëüíûõ îáëàêîâ óñêîðåííûõ ÷àñòèö â ãðàâèòàöèîííîì ïîëå ÷åðíîé äûðû. Ïðîôèëè âñïûøåê îòðàæàþò ñòðóêòóðó ãðàâèòàöèîííîãî ïîëÿ âáëèçè ãîðèçîíòà ñîáûòèé. • Ïðîàíàëèçèðîâàíà ñîâîêóïíîñòü íàáëþäàòåëüíûõ äàííûõ ðàçëè÷íûõ äèàïàçîíîâ äëÿ îáúåêòà MACHO-1999-BLG-22.  ðàìêàõ ðàçâèòîé ìîäåëè àêêðåöèè ïîêàçàíî, ÷òî îäíà èç ìîäåëåé äàííîãî îáúåêòà (áëèçêàÿ ìàññèâíàÿ ÷åðíàÿ äûðà) ìîæåò áûòü îòâåðãíóòà. Ñäåëàí âûâîä, ÷òî ìàññà ÷åðíîé äûðû ìåíüøå 130 ñîëíå÷íûõ, â òî âðåìÿ êàê ðàññòîÿíèå áîëüøå 500 ïê. Ïî íàáëþäåíèÿì íà 6-ì òåëåñêîïå ÑÀÎ ÐÀÍ íàëîæåíû âåðõíèå ïðåäåëû íà ïåðåìåííóþ êîìïîíåíòó îïòè÷åñêîãî èçëó÷åíèÿ. • Ïðîâåäåí ïîèñê íà 6-ì òåëåñêîïå ÑÀÎ ÐÀÍ áûñòðîé ïåðåìåííîñòè ó îáúåêòà-êàíäèäàòà â ÷åðíûå äûðû çâåçäíûõ ìàññ ðàäèî è ðåíòãåíîâñêîãî èñòî÷íèêà ñ êîíòèíóàëüíûì îïòè÷åñêèì ñïåêòðîì J1942+10. Ïîêàçàíî, ÷òî ó íåãî îòñóòñòâóåò áûñòðàÿ ïåðåìåííîñòü ñ îòíîñèòåëüíîé ìîùíîñòüþ áîëåå 90% â äèàïàçîíå 10−5 10−6 c, è áîëåå 3.5% â äèàïàçîíå 0.1 1 ñ • Ïðîâåäåí ïîèñê íà 6-ì òåëåñêîïå ÑÀÎ ÐÀÍ áûñòðîé ïåðåìåííîñòè ó îáúåêòà-êàíäèäàòà â ÷åðíûå äûðû çâåçäíûõ ìàññ ðàäèîèñòî÷íèêà ñ êîíòèíóàëüíûì îïòè÷åñêèì ñïåêòðîì 8C 0716+714. Ïîêàçàíî, ÷òî ó íåãî îòñóòñòâóåò áûñòðàÿ ïåðåìåííîñòü ñ îòíîñèòåëüíîé ìîùíîñòüþ áîëåå 17% â äèàïàçîíå 10−5 10−6 c, è áîëåå 1.4% â äèàïàçîíå 0.1 1 ñ • Âïåðâûå ïîëó÷åíû æåñòêèå îãðàíè÷åíèÿ íà âàðèàöèè ìîìåíòîâ ïðèõîäà îïòè÷åñêèõ èìïóëüñîâ Êðàáà â äèàïàçîíå âðåìåí 3 ñ 1.5 ÷àñà, èç êîòîðûõ ñëåäóþò âåðõíèå ïðåäåëû äëÿ ïàðàìåòðîâ ïðåöåññèè íà ýòèõ âðåìåíàõ. Íàéäåíî óêàçàíèå íà íàëè÷èå ôàçîâûõ âàðèàöèé, âîçìîæíî êâàçèðåãóëÿðíûõ, íà âðåìåíàõ ïîðÿäêà ïîëóòîðà-äâóõ ÷àñîâ. Âïåðâûå îáíàðóæåíî çíà÷èìîå èçìåíåíèå ñðåäíåãî ïðîôèëÿ êðèâîé áëåñêà ìåæäó 6 ðàçíûìè ñåòàìè íàáëþäåíèé • Ðàçðàáîòàí îðèãèíàëüíûé àëãîðèòì äëÿ ïîèñêà, êëàññèôèêàöèè è îïðåäåëåíèÿ ïàðàìåòðîâ áûñòðûõ îïòè÷åñêèõ òðàíçèåíòîâ â ðåàëüíîì âðåìåíè ïðè ìîíèòîðèíãîâûõ íàáëþäåíèÿõ ñ øèðîêîïîëüíûìè òåëåñêîïàìè âûñîêîãî âðåìåííîãî ðàçðåøåíèÿ è ðåàëèçîâàíî ñîîòâåòñòâóþùåå ïðîãðàììíîå îáåñïå÷åíèå äëÿ áûñòðûõ øèðîêîïîëüíûõ êàìåð FAVOR è TORTORA. Ðàçðàáîòàíî ìàòåìàòè÷åñêîå îáåñïå÷åíèå, ñ ïîìîùüþ êîòîðîãî ðåàëèçîâàí ðåæèì ñîâìåñòíîé ðàáîòû áûñòðîé øèðîêîïîëüíîé êàìåðû TORTORA è ðîáîòè÷åñêîãî òåëåñêîïà REM (êîìïëåêñ TORTOREM). Ñèñòåìà ðàñïîëîæåíà â îáñåðâàòîðèè Ëà-Ñèëëà (×èëè) è ðàáîòàåò â àâòîìàòè÷åñêîì ðåæèìå ñ ìàÿ 2006 ã. • Âïåðâûå ïðîâåäåíû íàáëþäåíèÿ îáëàñòåé ëîêàëèçàöèè ãàììà-âñïëåñêîâ (GRB 060719, GRB 061202 è GRB 061218) ñ âðåìåííûì ðàçðåøåíèåì 0.13 ñåêóíäû ÷åðåç 1-2 ìèíóòû ïîñëå ñîáûòèÿ. Ïîëó÷åíû îãðàíè÷åíèÿ íà ïåðåìåííóþ êîìïîíåíòó îïòè÷åñêîãî èçëó÷åíèÿ íà âðåìåíàõ 0.13 - 100 ñåêóíä íà óðîâíå 14-16 çâåçäíîé âåëè÷èíû â ïîëîñå, áëèçêîé ê B. Ïðàêòè÷åñêàÿ öåííîñòü • Ðàçâèòàÿ ìîäåëü àêêðåöèè ìîæåò èñïîëüçîâàòüñÿ ïðè àíàëèçå ñîñòàâà è ïðîñòðàíñòâåííîé ñòðóêòóðû ôîíîâîãî èçëó÷åíèÿ ãàëàêòèê, ïðîâåðêè ãèïîòåç î ïðèðîäå ðàçëè÷íûõ ïåêóëÿðíûõ îáúåêòîâ, îáíàðóæèâàåìûõ â ðàçëè÷íûõ ñïåêòðàëüíûõ äèàïàçîíàõ. • Ðàçâèòûå ìåòîäû àíàëèçà ïàíîðàìíûõ äàííûõ èñïîëüçóþòñÿ â ýêñïåðèìåíòå ÌÀÍÈß êàê ñòàíäàðòíàÿ ñèñòåìà îáðàáîòêè ôîòîìåòðè÷åñêîé, ñïåêòðàëüíîé è ïîëÿðèìåòðè÷åñêîé èíôîðìàöèè, ïîëó÷åííîé â ðåæèìå ñ÷åòà ôîòîíîâ; îíè ìîãóò ïðèìåíÿòüñÿ ïðè àíàëèçå ëþáûõ ïîñëåäîâàòåëüíîñòåé äèñêðåòíûõ ñîáûòèé. • Ðåçóëüòàòû ïîèñêà ñâåðõáûñòðîé ïåðåìåííîñòè ïîñëóæàò äëÿ îïðåäåëåíèÿ ïðèðîäû èçó÷åííûõ ïåêóëÿðíûõ îáúåêòîâ ðàçíûõ òèïîâ. 7 • Êàðòèíà äèíàìèêè îïòè÷åñêîãî èçëó÷åíèÿ ïóëüñàðà â Êðàáå íà ðàçíûõ âðåìåííûõ øêàëàõ ïîñëóæèò ñåðüåçíûì îñíîâàíèåì äëÿ ïðîäâèæåíèÿ â ïîíèìàíèè ôèçè÷åñêèõ ñâîéñòâ êàê ñîáñòâåííî íåéòðîííûõ çâåçä, òàê è èõ ìàãíèòîñôåð. • Ñîçäàííîå ìàòåìàòè÷åñêîå îáåñïå÷åíèå äëÿ îáíàðóæåíèÿ è èññëåäîâàíèÿ áûñòðûõ îïòè÷åñêèõ òðàíçèåíòîâ â øèðîêèõ ïîëÿõ óæå èñïîëüçóåòñÿ íà íåñêîëüêèõ èíñòðóìåíòàõ ïðè ïîèñêå îïòè÷åñêèõ êîìïàíüîíîâ ãàììà-âñïëåñêîâ, à òàêæå ïðè èçó÷åíèè ïåðåìåííûõ çâåçä, ìåòåîðîâ è èñêóññòâåííûõ íåáåñíûõ òåë. Íà çàùèòó âûíîñÿòñÿ 1. Òåîðèÿ ñôåðè÷åñêîé àêêðåöèè ìåæçâåçäíîãî âåùåñòâà ñ âìîðîæåííûì ìàãíèòíûì ïîëåì íà îäèíî÷íûå ÷åðíûå äûðû çâåçäíûõ ìàññ, ó÷èòûâàþùàÿ âîçìîæíîñòü äèñêðåòíîãî õàðàêòåðà ïðîöåññîâ äèññèïàöèè ìàãíèòíîé ýíåðãèè. Ýòè ïðîöåññû ïðèâîäÿò ê ôîðìèðîâàíèþ ñèëüíîïåðåìåííîé êîìïîíåíòû èçëó÷åíèÿ â îïòè÷åñêîì, óëüòðàôèîëåòîâîì è ðåíòãåíîâñêîì äèàïàçîíàõ, õàðàêòåðèñòèêè êîòîðîé ñâÿçàíû ñî ñòðóêòóðîé ãðàâèòàöèîííûõ è ìàãíèòíûõ ïîëåé âáëèçè ãîðèçîíòà ñîáûòèé ÷åðíîé äûðû. 2. Ìåòîäû, àëãîðèòìû è ìàòåìàòè÷åñêîå îáåñïå÷åíèå äëÿ ðåäóêöèè è ñòàòèñòè÷åñêîãî àíàëèçà äàííûõ, ïîëó÷àåìûõ ïðè íàáëþäåíèÿõ ñ ïàíîðàìíûìè ñ÷åò÷èêàìè ôîòîíîâ â îïòè÷åñêîì äèàïàçîíå. 3. Ðåçóëüòàòû ïîèñêà áûñòðîé ïåðåìåííîñòè ó íåñêîëüêèõ îáúåêòîâ-êàíäèäàòîâ â îäèíî÷íûå ÷åðíûå äûðû çâåçäíûõ ìàññ, âåðõíèå ïðåäåëû íà ìîùíîñòü ïåðåìåííîé êîìïîíåíòû â äèàïàçîíå 10−6 1 ñ. Îãðàíè÷åíèÿ íà ïàðàìåòðû âîçìîæíûõ ÷åðíûõ äûð. 4. Ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèÿ äèíàìèêè êðèâîé áëåñêà ïóëüñàðà â Êðàáå ïî äàííûì â îïòè÷åñêîì äèàïàçîíå, îãðàíè÷åíèÿ íà àìïëèòóäó âîçìîæíîé ïðåöåññèè â äèàïàçîíå ïåðèîäîâ 3.3 ñ 1.5 ÷àñà. Îáíàðóæåíèå èçìåíåíèÿ ôîðìû êðèâîé áëåñêà è ñòðóêòóðû ãëàâíîãî è âòîðè÷íîãî ïóëüñîâ 8 íà øêàëå íåñêîëüêèõ ëåò. Îáíàðóæåíèå ïðèçíàêîâ âàðèàöèé ìîìåíòîâ ïðèõîäà ãëàâíîãî ïóëüñà ñ õàðàêòåðíûì âðåìåíåì ïîëòîðà-äâà ÷àñà. 5. Ðàçðàáîòêà ìåòîäîâ, àëãîðèòìîâ è ïðîãðàìì äëÿ àâòîìàòè÷åñêîãî ïîèñêà, èäåíòèôèêàöèè è îïðåäåëåíèÿ ïàðàìåòðîâ áûñòðûõ îïòè÷åñêèõ òðàíçèåíòîâ ðàçëè÷íûõ òèïîâ â ðåàëüíîì âðåìåíè ïðè ìîíèòîðèíãîâûõ íàáëþäåíèÿõ ñ ïîìîùüþ øèðîêîóãîëüíûõ êàìåð âûñîêîãî âðåìåííîãî ðàçðåøåíèÿ. Ñîçäàíèå ìàòåìàòè÷åñêîãî îáåñïå÷åíèÿ äëÿ ðåàëèçàöèè ñîâìåñòíîãî ôóíêöèîíèðîâàíèÿ øèðîêîïîëüíîé êàìåðû è ðîáîòè÷åñêîãî òåëåñêîïà, îáðàçóþùèõ äâóõòåëåñêîïíûé êîìïëåêñ TORTOREM. Àïðîáàöèÿ ðåçóëüòàòîâ ðàáîòû Ðåçóëüòàòû ðàáîòû äîêëàäûâàëèñü àâòîðîì íà íàó÷íûõ ñåìèíàðàõ ÑÀÎ ÐÀÍ, îáñåðâàòîðèè Áðåðà (Ìèëàí, Èòàëèÿ), àñòðîíîìè÷åñêîãî îòäåëåíèÿ Áîëîíñêîãî óíèâåðñèòåòà (Áîëîíüÿ, Èòàëèÿ), à òàêæå áûëè ïðåäñòàâëåíû íà ñëåäóþùèõ ðîññèéñêèõ è ìåæäóíàðîäíûõ êîíôåðåíöèÿõ: 1. V International Conference on cosmoparticle physics Cosmion 2001, May 21-30 2001, Moscow-St.Peterburg, Russia 2. Black Hole Astrophysics 2002, Sixth APCTP Winter School, Jan 9-12 2002, Pohang, Korea 3. Âñåðîññèéñêàÿ Àñòðîíîìè÷åñêàÿ Êîíôåðåíöèÿ (ÂÀÊ-2004) Ãîðèçîíòû Âñåëåííîé, 3-10 èþíÿ 2004, Ìîñêâà 4. 7th Russian Conference on Physics of Neutron Stars, June 27-29, 2005, St.Petersburg 5. Gamma-Ray Bursts in the Afterglow Era, Oct 18 - 22, 2004, Rome, Italy 6. Relativistic Astrophysics ans Cosmology Einstein' Legacy, Nov 7-11, 2005, Munich, Germany 7. Isolated Neutron Stars: from the Interior to the Surface, April 24-28, 2006, London, UK 9 8. 36th COSPAR Scientic Assembly, July 16 - 23, 2006, Beijing, China 9. SWIFT and GRBs: Unveiling the Relativistic Universe, June 5-9, 2006, Venice, Italy 10. IAU XXVIth General Assembly, August 14-25, 2006, Prague, Czech Ïóáëèêàöèè è ëè÷íûé âêëàä àâòîðà Îñíîâíûå ðåçóëüòàòû äèññåðòàöèè èçëîæåíû â 14 ðàáîòàõ, îïóáëèêîâàííûõ â çàðóáåæíûõ èçäàíèÿõ.  ïåðå÷èñëåííûõ ðàáîòàõ àâòîðó ïðèíàäëåæàò: •  ðàáîòàõ [1-2, 6, 13, 14] äåòàëüíîå èññëåäîâàíèå ïðèðîäû íåòåïëîâîé êîìïîíåíòû ïëàçìû àêêðåöèîííîãî ïîòîêà è ðàçðàáîòêà ìåòîäèêè åå îïèñàíèÿ, à òàêæå âû÷èñëåíèÿ ïàðàìåòðîâ åå ïåðåìåííîñòè. Ïðåäñêàçàíèå íàëè÷èÿ áûñòðîïåðåìåííîé æåñòêîé êîìïîíåíòû ñïåêòðà èçëó÷åíèÿ. •  ðàáîòå [10, 14] ðàçðàáîòêà ìåòîäîâ ïîèñêà è àíàëèçà áûñòðîé ïåðåìåííîñòè îïòè÷åñêèõ èñòî÷íèêîâ, èõ ðåàëèçàöèÿ ñîâðåìåííûìè ïðîãðàììíûìè ñðåäñòâàìè è èõ èñïîëüçîâàíèå ïðè èçó÷åíèè îáúåêòîâ-êàíäèäàòîâ â îäèíî÷íûå ÷åðíûå äûðû. •  ðàáîòàõ [3-5, 7-8, 11] ðàçðàáîòêà ìåòîäèêè àíàëèçà äàííûõ, ïîëó÷àåìûõ ïðè íàáëþäåíèÿõ ñ áûñòðûìè øèðîêîïîëüíûìè êàìåðàìè è àëãîðèòìà àâòîìàòè÷åñêîãî âûäåëåíèÿ è êëàññèôèêàöèè áûñòðûõ îïòè÷åñêèõ òðàíçèåíòîâ â ðåàëüíîì ìàñøòàáå âðåìåíè, à òàêæå ñîçäàíèå è ïîääåðæàíèå ñîîòâåòñòâóþùåãî ìàòåìàòè÷åñêîãî îáåñïå÷åíèÿ, èõ ðåàëèçóþùåãî. •  ðàáîòàõ [9, 12] ðàçðàáîòêà ìåòîäèêè àíàëèçà ñòàáèëüíîñòè îïòè÷åñêîãî ïðîôèëÿ èçëó÷åíèÿ ïóëüñàðà â Êðàáîâèäíîé òóìàííîñòè è åå ïðèìåíåíèå ê ðåçóëüòàòàì íàáëþäåíèé íà ÁÒÀ è òåëåñêîïå èì. Âèëüÿìà Ãåðøåëÿ. Ñòðóêòóðà äèññåðòàöèè Äèññåðòàöèÿ ñîñòîèò èç Ââåäåíèÿ, ïÿòè ãëàâ, Çàêëþ÷åíèÿ è Ñïèñêà ëèòåðàòóðû. Îíà ñîäåðæèò 180 ñòðàíèö, 55 ðèñóíêîâ, 11 òàáëèö. Ñïèñîê ëèòåðàòóðû 10 íàñ÷èòûâàåò 185 íàèìåíîâàíèé. Ñîäåðæàíèå ðàáîòû ïî ãëàâàì Ââåäåíèå Âî ââåäåíèè îáñóæäàþòñÿ àêòóàëüíîñòü ðàáîòû, öåëè è çàäà÷è èññëåäîâàíèÿ, íàó÷íàÿ íîâèçíà, íàó÷íàÿ è ïðàêòè÷åñêàÿ çíà÷èìîñòü ðàáîòû, à òàêæå ïðèâîäèòñÿ ñïèñîê ðàáîò, â êîòîðûõ îïóáëèêîâàíû ðåçóëüòàòû äèññåðòàöèè ñ óêàçàíèåì ëè÷íîãî âêëàäà àâòîðà â ñîâìåñòíûõ ïóáëèêàöèÿõ. Ãëàâà 1: Íàáëþäàòåëüíûå ïðîÿâëåíèÿ îäèíî÷íûõ àêêðåöèðóþùèõ ÷åðíûõ äûð çâåçäíîé ìàññû Ïåðâàÿ ãëàâà ïîñâÿùåíà ðàçâèòèþ òåîðèè ñôåðè÷åñêîé àêêðåöèè íà îäèíî÷íûå ÷åðíûå äûðû çâåçäíûõ ìàññ. Âíà÷àëå ïðèâîäèòñÿ îáçîð ñîâðåìåííîãî ñîñòîÿíèÿ âîïðîñà è ïîêàçûâàåòñÿ âàæíîñòü òåîðåòè÷åñêîãî èññëåäîâàíèÿ íàáëþäàòåëüíûõ ïðîÿâëåíèé ïîäîáíûõ îáúåêòîâ. Çàòåì ðàññìàòðèâàþòñÿ óñëîâèÿ â àêêðåöèîííîì ïîòîêå è ïîêàçûâàåòñÿ âàæíîñòü ó÷åòà ïðîöåññîâ äèññèïàöèè ìàãíèòíîé ýíåðãèè. Ïðåäëàãàåòñÿ êîíêðåòíàÿ ìîäåëü ýòîãî ÿâëåíèÿ äèñêðåòíûå ïåðåçàìûêàíèÿ ìàãíèòíûõ ñèëîâûõ ëèíèé â òóðáóëåíòíûõ òîêîâûõ ñëîÿõ. Ïîêàçûâàåòñÿ, êàê ïðè äîñòàòî÷íî îáùèõ ïðåäïîëîæåíèÿõ ìîæåò áûòü ðàññ÷èòàí ïðîôèëü ýíåðãåòè÷åñêîãî ðàñïðåäåëåíèÿ ýëåêòðîíîâ, âû÷èñëåíà ñâåòèìîñòü è ïîëó÷åíà ôîðìà ñïåêòðà èçëó÷åíèÿ àêêðåöèîííîãî ïîòîêà. Äåìîíñòðèðóåòñÿ, ÷òî èçëó÷åíèå ýëåêòðîíîâ, óñêîðåííûõ â òîêîâûõ ñëîÿõ, ïðèâîäèò ê ôîðìèðîâàíèþ îòäåëüíîé êîìïîíåíòû ýíåðãåòè÷åñêîãî ðàñïðåäåëåíèÿ è ïîÿâëåíèþ çàìåòíîé äîëè æåñòêîãî èçëó÷åíèÿ. Êðîìå òîãî, ïðèíÿòèå äèñêðåòíîãî ìåõàíèçìà äèññèïàöèè ìàãíèòíîé ýíåðãèè ïîçâîëÿåò îïðåäåëèòü ñâîéñòâà ïåðåìåííîñòè èçëó÷åíèÿ àêêðåöèîííîãî ïîòîêà ïó÷êè óñêîðåííûõ ïðè ïåðåçàìûêàíèÿõ ìàãíèòíûõ ñèëîâûõ ëèíèé â òóðáóëåíòíûõ òîêîâûõ ñëîÿõ ýëåêòðîíîâ ãåíåðèðóþò î÷åíü êîðîòêèå âñïûøêè, íåñóùèå èíôîðìàöèþ îá îêðåñòíîñòÿõ ãîðèçîíòà ñîáûòèé. 11 Ãëàâà 2: Îáðàáîòêà äàííûõ, ïîëó÷àåìûõ â ðåæèìå ñ÷åòà ôîòîíîâ Âî âòîðîé ãëàâå ïðèâîäèòñÿ ñâîäêà ñîâðåìåííûõ ìåòîäîâ àíàëèçà äàííûõ âûñîêîãî âðåìåííîãî ðàçðåøåíèÿ (êàê øèðîêî èñïîëüçóåìûõ â íàáëþäàòåëüíîé àñòðîôèçèêå, òàê è ñïåöèàëüíî ðàçðàáîòàííûõ), ïîëó÷àåìûõ ïðè íàáëþäåíèÿõ ñî ñ÷åò÷èêàìè ôîòîíîâ, êàê â ïàíîðàìíîì, òàê è â îäíîêàíàëüíîì ðåæèìàõ. Ðàññìàòðèâàþòñÿ ìåòîäû ïîèñêà áûñòðîé ïåðåìåííîñòè (íà âðåìåíàõ âïëîòü äî 1 ìêñ), îñíîâàííûå íà èñïîëüçîâàíèè ïðåîáðàçîâàíèÿ Ôóðüå (ïîñòðîåíèå ñïåêòðà ìîùíîñòè), à òàêæå íà àíàëèçå ðàñïðåäåëåíèÿ èíòåðâàëîâ ìåæäó ïîñëåäîâàòåëüíûìè êâàíòàìè (ìåòîä y2 -ôóíêöèé, ñì. Øâàðöìàí (1977)). Îñîáîå âíèìàíèå óäåëÿåòñÿ ðàçëè÷íûì àñïåêòàì àíàëèçà äàííûõ, ïîëó÷àåìûõ ïðè îïòè÷åñêèõ íàáëþäåíèÿõ ïóëüñàðîâ. Îïèñûâàåòñÿ ìåòîäèêà èññëåäîâàíèÿ ñòàáèëüíîñòè âðåìåí ïðèõîäà èìïóëüñîâ, îñíîâàííàÿ íà êðîññêîððåëÿöèè íàáîðà êðèâûõ áëåñêà, ïîëó÷àåìûõ ïî êîðîòêèì ñåãìåíòàì äàííûõ, ñ îïîðíûì ïðîôèëåì èçëó÷åíèÿ. Èçó÷àþòñÿ ñòàòèñòè÷åñêèå ñâîéñòâà ïîäîáíîé îöåíêè, ïîêàçûâàåòñÿ, ÷òî îíà ÿâëÿåòñÿ íåñìåùåííîé è ñîñòîÿòåëüíîé. Òàêæå îïèñûâàþòñÿ ïðèíöèïû îðãàíèçàöèè óíèâåðñàëüíîé ñèñòåìû ðåäóêöèè ïîäîáíûõ äàííûõ, ïðèìåíÿåìîé â øòàòíîì ðåæèìå ïðè àíàëèçå èíôîðìàöèè, ïîëó÷àåìîé ïðè íàáëþäåíèÿõ ñ ïàíîðàìíûìè ôîòîííûìè äåòåêòîðàìè 6-ì òåëåñêîïà ÑÀÎ ÐÀÍ. Ãëàâà 3: Íàáëþäåíèÿ îáúåêòîâ-êàíäèäàòîâ â îäèíî÷íûå ÷åðíûå äûðû çâåçäíûõ ìàññ Ãëàâà ïîñâÿùåíà èññëåäîâàíèþ îáúåêòîâ-êàíäèäàòîâ â îäèíî÷íûå ÷åðíûå äûðû çâåçäíûõ ìàññ íà îñíîâàíèè ðåçóëüòàòîâ íàáëþäåíèé íà 6-ì òåëåñêîïå ÑÀÎ ÐÀÍ ñ èñïîëüçîâàíèåì êîîðäèíàòíî-÷óâñòâèòåëüíîãî äåòåêòîðà. Âíà÷àëå ïðèâîäèòñÿ ñâîäêà êðèòåðèåâ îòáîðà ïîäîáíûõ îáúåêòîâ, êàê èñïîëüçîâàííûõ íà íà÷àëüíîì ýòàïå ýêñïåðèìåíòà ÌÀÍÈß (Øâàðöìàí 1977; Shvartsman, Beskin & Pustilnik 1989; Shvartsman, Beskin & Mitronova 1989), òàê è ñîâðåìåííûõ. Çàòåì ïðèâîäÿòñÿ ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèÿ òðåõ îáúåêòîâ ðàçëè÷íûõ 12 êëàññîâ. Ïåðâûé îáúåêò 8C 0716+714 ÿâëÿåòñÿ ðàäèîîáúåêòîì ñ îïòè÷åñêèì ñïåêòðîì, íå èìåþùèì ëèíèé, ïåðåìåííûì íà âñåõ âðåìåíàõ îò äåñÿòêîâ ëåò äî äåñÿòêîâ ìèíóò (Raiteri et al 2003). Íàáëþäàòåëüíûå ïðîÿâëåíèÿ îáúåêòà ïîçâîëÿþò îòíåñòè åãî ê êëàññó áëàçàðîâ (Biermann et al 1981), îäíàêî âîïðîñ î åãî âíåãàëàêòè÷åñêîì ïðîèñõîæäåíèè (ôàêòè÷åñêè îá îáíàðóæåíèè ïîäñòèëàþùåé ãàëàêòèêè) äî ñèõ ïîð îñòàåòñÿ îòêðûòûì; âîçìîæíà òàêæå èíòåðïðåòàöèÿ åãî êàê ãàëàêòè÷åñêîãî îáúåêòà çâåçäíîé ìàññû. Âûáîð ìåæäó ýòèìè äâóìÿ âàðèàíòàìè ìîæåò áûòü ïðîâåäåí íà îñíîâàíèè àíàëèçà áûñòðîé ïåðåìåííîñòè èçëó÷åíèÿ. Ïðîâåäåííûå íàáëþäåíèÿ ïîçâîëèëè ïîëó÷èòü îãðàíè÷åíèÿ íà îòíîñèòåëüíóþ ìîùíîñòü ïåðåìåííîé êîìïîíåíòû îïòè÷åñêîãî èçëó÷åíèÿ íà øêàëå îò 10−6 ñ äî 0.1 ñ íà óðîâíå îò 17% äî 1.4% ñîîòâåòñòâåííî, ÷òî ñîãëàñóåòñÿ ñ ìîäåëüþ èñòî÷íèêà êàê âíåãàëàêòè÷åñêîãî îáúåêòà ñ èçëó÷àþùèìè ñòðóéíûìè âûáðîñàìè. Âòîðîé îáúåêò, êàíäèäàò â ÷åðíûå äûðû J1942+10, áûë îòîáðàí êàê èìåþùèé çàìåòíîå ðàäèî è ðåíòãåíîâñêîå èçëó÷åíèå è êîíòèíóàëüíûé (íå èìåþùèé îñîáåííîñòåé) îïòè÷åñêèé ñïåêòð, à òàêæå ñóùåñòâåííóþ ïåðåìåííîñòü íà áîëüøèõ âðåìåíàõ (Tsarevsky et al 2005), ÷òî ñîâïàäàåò ñ îæèäàåìûìè íàáëþäàòåëüíûìè ïðîÿâëåíèÿìè ñôåðè÷åñêè-ñèììåòðè÷íîãî àêêðåöèîííîãî ïîòîêà, ïîëó÷åííûìè â Ãëàâå 1. Ïðîâåäåííûå íàáëþäåíèÿ ïîçâîëèëè ïîëó÷èòü îãðàíè÷åíèÿ íà îòíîñèòåëüíóþ ìîùíîñòü ïåðåìåííîé êîìïîíåíòû èçëó÷åíèÿ íà øêàëå îò 10−6 ñ äî 1 ñ íà óðîâíå îò 92% äî 3.4% ñîîòâåòñòâåííî. Òàêèì îáðàçîì, óêàçàíèé íà òî, ÷òî ýòîò îáúåêò ìîæåò ÿâëÿòüñÿ îäèíî÷íîé ÷åðíîé äûðîé çâåçäíîé ìàññû, îáíàðóæåíî íå áûëî. Ïîñëåäíèé èç èññëåäóåìûõ îáúåêòîâ ãðàâèòàöèîííàÿ ëèíçà MACHO-99BLG-22 ÿâëÿåòñÿ íàèáîëåå íàäåæíûì íà äàííûé ìîìåíò êàíäèäàòîì â îäèíî÷íûå ÷åðíûå äûðû (Mao et al 2001; Bennett et al 2001), äëÿ êîòîðîãî óñòàíîâëåíà ñâÿçü ìåæäó ìàññîé è ðàññòîÿíèåì äî îáúåêòà, à òàêæå îöåíåíà åãî ñêîðîñòü. Áîëåå òîãî, ñîïîñòàâëåíèå äàííûõ î ëèíçå, ïîëó÷àåìûõ èç àíàëèçà êðèâîé âîçðàñòàíèÿ áëåñêà, ñ êèíåìàòè÷åñêîé ìîäåëüþ Ãàëàêòèêè ïîçâîëÿåò îïðåäåëèòü òðè íàèáîëåå âåðîÿòíûõ êîíôèãóðàöèè ýòîãî îáúåêòà íà ðàññòîÿíèÿõ îò íàáëþäàòåëÿ 500 ïê, 2 êïê è 6 êïê ñ ìàññàìè 130 M¯ , 27 M¯ è 13 3.5 M¯ ñîîòâåòñòâåííî (Bennett et al 2001; Agol et al 2002).  ýòîé ÷àñòè ãëàâû íà îñíîâàíèè ïðèâëå÷åíèÿ ïóáëè÷íî äîñòóïíûõ äàííûõ êîñìè÷åñêèõ òåëåñêîïîâ Hubble (îïòè÷åñêèé äèàïàçîí) è XMM-Newton (ðåíòãåíîâñêèé äèàïàçîí) ïîëó÷àþòñÿ îãðàíè÷åíèÿ íà ïàðàìåòðû âîçìîæíîé ÷åðíîé äûðû â ðàìêàõ ðàçâèòîé â Ãëàâå 1 ìîäåëè ãåíåðàöèè åå èçëó÷åíèÿ ïðè ñôåðè÷åñêîé àêêðåöèè. Êðîìå òîãî, ïî äàííûì íàáëþäåíèé íà 6-ì òåëåñêîïå îïðåäåëÿþòñÿ âåðõíèå ïðåäåëû íà îòíîñèòåëüíóþ ìîùíîñòü ïåðåìåííîé êîìïîíåíòû èçëó÷åíèÿ íà âðåìåíàõ îò 10−6 ñ äî 1 ñ. Ñîâîêóïíîñòü ýòèõ äàííûõ ïîçâîëÿåò îòâåðãíóòü îäíó èç ìîäåëåé îáúåêòà áëèçêóþ ìàññèâíóþ ÷åðíóþ äûðó, òîãäà êàê àíàëèç äâóõ îñòàâøèõñÿ âàðèàíòîâ òðåáóåò ñóùåñòâåííî áîëåå äëèòåëüíûõ íàáëþäåíèé. Ãëàâà 4: Èññëåäîâàíèå ñòàáèëüíîñòè êðèâîé áëåñêà îïòè÷åñêîãî èçëó÷åíèÿ ïóëüñàðà â Êðàáîâèäíîé òóìàííîñòè  ÷åòâåðòîé ãëàâå ïðèâîäÿòñÿ ðåçóëüòàòû àíàëèçà ñòàáèëüíîñòè êðèâîé áëåñêà îïòè÷åñêîãî èçëó÷åíèÿ ïóëüñàðà â Êðàáîâèäíîé òóìàííîñòè ïî äàííûì íàáëþäåíèé íà 6-ì òåëåñêîïå ÑÀÎ ÐÀÍ è 4.2-ì òåëåñêîïå èì. Âèëüÿìà Ãåðøåëÿ (La-Palma, Êàíàðñêèå îñòðîâà) ñ èñïîëüçîâàíèåì ðàçëè÷íûõ ñ÷åò÷èêîâ êâàíòîâ, êàê ïàíîðàìíûõ (Debur et al 2003), òàê è îäíîêàíàëüíûõ (Ryan, Redfern & Shearer 2006). Èññëåäîâàíèå âàðèàöèé âðåìåí âðåìåí ïðèõîäà èìïóëüñîâ îïèñàííûì â Ãëàâå 2 ìåòîäîì ïîçâîëÿåò ïîëó÷èòü æåñòêèå âåðõíèå ïðåäåëû íà âîçìîæíûå ïåðèîäè÷åñêèå âàðèàöèè íà âðåìåíàõ îò 3.3 ñåêóíäû äî 1,5 ÷àñà. Íå íàéäåíî óêàçàíèé íà íàëè÷èå âàðèàöèé ôàçû ñ ïåðèîäîì îêîëî 60 ñåêóíä, î êîòîðûõ ñîîáùàëîñü â ðàáîòå Cadez et al (2001).  òî æå âðåìÿ, îáíàðóæèâàþòñÿ âàðèàöèè ìîìåíòîâ ïðèõîäà èìïóëüñîâ íà øêàëå, ñðàâíèìîé ñ äëèòåëüíîñòüþ èíòåðâàëà íàáëþäåíèé (ïîëòîðà-äâà ÷àñà) ñ àìïëèòóäîé îêîëî íåñêîëüêèõ ìèêðîñåêóíä. Ñðàâíåíèå âåëè÷èíû ýòîãî ýôôåêòà ñ èçâåñòíûìè ïî ðàäèîíàáëþäåíèÿì ïàðàìåòðàìè âðåìåííîãî øóìà (ñòåïåííîé ñïåêòð ñ ïîêàçàòåëåì −3.09 â èíòåðâàëå âðåìåí îò íåñêîëüêèõ ëåò äî íåñêîëüêèõ ñóòîê, ñì. Scott, Finger & Wilson (2003)) ïîêàçûâàåò ñóùåñòâåííîå ïðåâûøåíèå íàáëþäàåìîé àìïëèòóäû íàä îæèäàåìîé, ÷òî ìîæåò ñâèäåòåëüñòâîâàòü î íàëè÷èè îòäåëü14 íîé (âîçìîæíî êâàçèïåðèîäè÷åñêîé) êîìïîíåíòû øóìà íà ýòèõ âðåìåíàõ. Ïðîâîäèòñÿ ñðàâíåíèå èíòåãðàëüíûõ ïðîôèëåé êðèâîé áëåñêà, ïîëó÷åííûõ ïðè íàáëþäåíèÿõ â ðàçíûå ãîäû è ïîêàçûâàåòñÿ, ÷òî ñóùåñòâóþò çíà÷èìûå èõ âàðèàöèè, êîòîðûå ìîæíî èíòåðïðåòèðîâàòü êàê èçìåíåíèå ôîðìû ãëàâíîãî è âòîðè÷íîãî ïóëüñîâ, à òàêæå ðàññòîÿíèÿ ìåæäó íèìè. Ãëàâà 5: Ïîèñê áûñòðûõ îïòè÷åñêèõ òðàíçèåíòîâ ïðè ìîíèòîðèíãîâûõ íàáëþäåíèÿõ ñ èñïîëüçîâàíèåì áûñòðûõ øèðîêîïîëüíûõ êàìåð Ãëàâà ïîñâÿùåíà îïèñàíèþ ìåòîäîëîãèè ïðîâåäåíèÿ ìîíèòîðèíãîâûõ íàáëþäåíèé ñ øèðîêîïîëüíûìè êàìåðàìè, ïðåäíàçíà÷åííûìè äëÿ ïîèñêà è èññëåäîâàíèÿ áûñòðûõ îïòè÷åñêèõ òðàíçèåíòîâ â ðåàëüíîì ìàñøòàáå âðåìåíè. Âíà÷àëå ðàññìàòðèâàþòñÿ îáùèå òðåáîâàíèÿ ê ïîäîáíûì íàáëþäàòåëüíûì ïðîãðàììàì è ïîêàçûâàåòñÿ íåîáõîäèìîñòü èñïîëüçîâàíèÿ ïðèáîðîâ âûñîêîãî âðåìåííîãî ðàçðåøåíèÿ. Çàòåì îïèñûâàþòñÿ òåõíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè äâóõ ðàçðàáîòàííûõ ïðè ó÷àñòèè ÑÀÎ ÐÀÍ áûñòðûõ øèðîêîïîëüíûõ êàìåð è ðàññìàòðèâàþòñÿ òðåáîâàíèÿ ê ìàòåìàòè÷åñêîìó îáåñïå÷åíèþ, âûòåêàþùèå èç êîíñòðóêòèâíûõ îñîáåííîñòåé ýòèõ ïðèáîðîâ è ñïåöèôèêè ðåæèìîâ ìîíèòîðèíãà. Ïðåäëàãàåòñÿ àëãîðèòì àâòîìàòè÷åñêîãî âûäåëåíèÿ è êëàññèôèêàöèè òðàíçèåíòíûõ ñîáûòèé è îïèñûâàåòñÿ åãî êîíêðåòíàÿ ðåàëèçàöèÿ, à òàêæå ñòðóêòóðà ìàòåìàòè÷åñêîãî îáåñïå÷åíèÿ áûñòðûõ øèðîêîïîëüíûõ êàìåð âûñîêîãî âðåìåííîãî ðàçðåøåíèÿ FAVOR è TORTORA.  çàâåðøåíèå ãëàâû, ïðèâîäÿòñÿ ðåçóëüòàòû íàáëþäåíèé îáëàñòåé ëîêàëèçàöèè òðåõ ãàììà-âñïëåñêîâ è îïðåäåëÿþòñÿ âåðõíèå ïðåäåëû íà óðîâåíü ïåðåìåííîé êîìïîíåíòû èçëó÷åíèÿ èõ îïòè÷åñêèõ êîìïàíüîíîâ íà øêàëå íåñêîëüêèõ ìèíóò ïîñëå ãàììà-âñïûøêè. Çàêëþ÷åíèå  çàêëþ÷åíèè ôîðìóëèðóþòñÿ îñíîâíûå âûâîäû äèññåðòàöèè è ïðèâîäÿòñÿ ðåçóëüòàòû, âûíîñèìûå íà çàùèòó. 15 Îñíîâíûå ðåçóëüòàòû äèññåðòàöèè îïóáëèêîâàíû â ñëåäóþùèõ ðàáîòàõ: 1. G. Beskin & S. Karpov. Accretion of magnetized gas onto a single stellar mass black hole, Gravitation and Cosmology Suppl., 2002, 8, 182 2. G. Beskin & S. Karpov. Observational appearance of magnetic eld lines reconnections in single black hole accretion ow, in Black Hole Astrophysics 2002, edited by H.K.Lee and G.-M.Park, World Scientic, 2002. 3. A. Biryukov, G. Beskin, S. Bondar, K. Hurley, E. Ivanov, S. Karpov, E. Katkova, A. Pozanenko, I. Zolotukhin. Software for detection of optical transients in observations with rapid wide-eld camera, Astron. Nachr./AN, 2004, 325, 6/8, 676 4. S. Karpov, D. Bad'in, G. Beskin, A. Biryukov, S. Bondar, G. Chuntonov, V. Debur, E. Ivanov, E. Katkova, V. Plokhotnichenko, A. Pozanenko, I. Zolotukhin (Russia); K. Hurley (USA); E. Palazzi, N. Masetti, E. Pian, L. Nicastro, C. Bartolini, A. Guarnieri, D. Nanny, A. Piccioni (Italy); N. Brosch, D. Eichler (Israel); A. Shearer, A. Golden, M. Redfern (Ireland); J.-L. Atteia, M. Boer (Freance). FAVOR (FAst Variability Optical Registration) - twotelescope complex for detection and investigation of short optical transients, Astron. Nachr./AN, 2004, 325, 6/8, 677 5. I. Zolotukhin, G. Beskin, A. Biryukov, S. Bondar, K. Hurley, E. Ivanov, S. Karpov, E. Katkova and A. Pozanenko. Optical camera with high temporal resolution to rearch for transients in the wide eld, Astron. Nachr./AN, 2004, 325, 6/8, 675 6. Beskin G.M., Karpov S.V. Low-rate accretion onto isolated stellar mass black holes, Astronomy and Astrophysics, 2005, 440, 223 7. S. Karpov, G. Beskin, A. Biryukov, S. Bondar, K. Hurley, E. Ivanov, E. Katkova, A. Pozanenko, I. Zolotukhin. Optical camera with high temporal resolution to search for transients in the wide eld, Nuovo Cimento C, 2005, 28, issue 04-05, 747 16 8. G. Beskin, V. Bad'in, A. Biryukov, S. Bondar, G. Chuntonov, V. Debur, E. Ivanov, S. Karpov, E. Katkova, V. Plokhotnichenko, A. Pozanenko, I. Zolotukhin, K. Hurley, E. Palazzi, N. Masetti, E. Pian, L. Nicastro, C. Bartolini, A. Guarnieri, A. Piccioni, P. Conconi, E. Molinari, F. M. Zerbi, N. Brosch, D. Eichler, A. Shearer, J.-L. Atteia, M. Boer. FAVOR (FAst Variability Optical Registration) - A two-telescope complex for detection and investigation of short optical transients, Nuovo Cimento C, 2005, 28, issue 04-05, 751 9. Biryukov A., Beskin G., Karpov, S., Shearer, A., Short time scale pulse stability of the Crab pulsar in the optical band, Advances in Space Research, 2006, in press 10. Biryukov A., Beskin G., Karpov, S., Observational appearances of isolated stellar-mass black hole accretion - theory and observations, Advances in Space Research, 2006, in press 11. E. Molinari, S. Bondar, S. Karpov, G. Beskin, A. Biryukov et al. TORTOREM - Two-telescope complex for detection and investigation of optical transients, Il Nuovo Cimento, 2006, in press 12. S. Karpov, G. Beskin, et al. Short time scale pulse stability of the Crab pulsar in the optical band, Ap&SpSci, 2006, in press 13. S. Karpov & G. Beskin. Observational manifestations of accretion onto isolated black holes of dierent masses, Proceedings of IAU Symposium No.238 Black Holes: from Stars to Galaxies across the Range of Masses, edited by V. Karas & G. Matt, 2007, in press. 14. G. Beskin, V. Debur, S. Karpov, V. Plokhotnichenko & A. Biryukov. Search for the event horizon evidences by means of optical observations with high temporal resolution, Proceedings of IAU Symposium No.238 Black Holes: from Stars to Galaxies across the Range of Masses, edited by V. Karas & G. Matt, 2007, in press. 17 Öèòèðóåìàÿ ëèòåðàòóðà Beskin, G.M., Komarova, V.N., Neizvestny, S.I. et al. 1997, ExA, 7, 413 Øâàðöìàí, Â. 1971, Àñòðîí.Æ. 48, 438. Shvartsman, V.F., Beskin, G.M., & Mitronova, S.N. 1989b, Astron. Report Letters, 15, 145 Shvartsman, V.F., Beskin, G.M., & Mitronova, S.N. 1989b, Astron. Report Letters, 15, 145 Pacini, F. 1971, ApJ 163, 17-19 Nasuti, F.P., Mignani, R., Caraveo, P.A. & Bignami, G.F. 1996, A&A 314, 849-852 Kuiper, L., Hermsen, W., Walter, R. & Foschini, L. 2003, A&A, 411, 31 Rots, A.H., Jahoda, K. & Lyne, A.G. 2004, ApJ, 605, 129 Øâàðöìàí, Â. 1977, Ñîîáùåíèÿ ÑÀÎ 19, 3 Shvartsman, V.F., Beskin, G.M., & Pustilnik, S.A. 1989, Afz, 31, 457 Shvartsman, V.F., Beskin, G.M., & Mitronova, S.N. 1989b, Astron. Report Letters, 15, 145 Raiteri, C. M., et al. 2003, A&A 402, 151 Biermann, P., et al. 1981, ApJ 247, L53 Tsarevsky, G., de Freitas Pacheco, Jose A., Kardashev, N., de Laverny, P., Thevenin, F., Slee, O. B., Stathakis, R. A., Barsukova, E., Goransky, V., Komberg, B. 2005, A&A 438, 949 Mao, S. et al. 2002, MNRAS 329, 349 Bennett, D.P., Becker, A.C., Calitz, C.C. et al. 2002, ApJ579, 639 Agol, E., Kamionkowski, M., Koopmans, V.E., & Blandford, R.D. 2002, ApJ576, 131 V. Debur, et al. 2003, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 513, 127-131 Ryan, O., Redfern, M. & Shearer, A. 2006, Exp.Astron. 21, 23 Cadez, A., et al. 2001, A&A 366, 930-934 Scott, D.M., Finger, M.H., & Wilson, C.A. 2003, MNRAS 344, 412-430 18 19 Áåñïëàòíî Ñ.Â. Êàðïîâ Íàáëþäàòåëüíûå ïðîÿâëåíèÿ áûñòðîïåðåìåííûõ ðåëÿòèâèñòñêèõ îáúåêòîâ Çàê. N177ñ Ó÷. èçä. ë. 1.0 Òèðàæ 100 Ñïåöèàëüíàÿ àñòðîôèçè÷åñêàÿ îáñåðâàòîðèÿ ÐÀÍ
