Моя жизнь в астрономии — страница 66 из 73

Я на этих выборах голосовал за Виктора Антоновича. Судя по итогам голосования, за него проголосовало подавляющее большинство сотрудников университета, потому что мы все хорошо знали Виктора Антоновича и уважали его.

Виктор Антонович руководит Московским университетом уже свыше тридцати двух лет. Как ректор и наш коллега он полностью оправдал все наши лучшие ожидания. Нам, сотрудникам университета, сильно повезло, что мы имеем такого замечательного ректора.

1 и 2 апреля 2024 года в МГУ прошла Международная научная конференция на тему «Математика в созвездии наук», приуроченная к 85-летнему юбилею В. А. Садовничего. С большим пленарным докладом на этой конференции выступил юбиляр, В. А. Садовничий. Он рассказал о своем пути в большую науку, описал достижения как в области фундаментальной математики, так и в различных прикладных областях науки и техники: в космических исследованиях, медицине, метеорологии, экологии и т. п.

3 апреля, в день рождения В. А. Садовничего, в актовом зале главного здания МГУ состоялся концерт объединенного симфонического оркестра Мариинского и Большого театров под управлением замечательного дирижера Валерия Гергиева, посвященный 85-летию нашего ректора. По окончании концерта был обнародован Указ президента России В. В. Путина о присвоении В. А. Садовничему звания Героя Труда Российской Федерации.

Для нас, сотрудников МГУ, коллег Виктора Антоновича, это большая радость, а для Московского университета – большая честь. Мы гордимся тем, что нам выпало счастье работать с таким выдающимся руководителем.


Илл. 102. С женой Ниной. 55 лет совместной жизни. 2023 г.


В сентябре 2023 года мы с моей женой Ниной отметили 55-летие нашей совместной супружеской жизни. Нашу золотую свадьбу мы отмечали в сентябре 2018 года. Присутствовали наши дети, внуки и друзья. Родственники с Украины, мой двоюродный брат Коля Гавриченко и его жена Таня, присутствовали на нашей свадьбе и устроили нам замечательное музыкальное сопровождение. Празднование прошло в душевной, теплой атмосфере и запомнилось нам на всю жизнь.

После изложения хроники событий в период с 2014 по 2024 год перехожу к краткому описанию моей научной работы за этот период.

Моя научная работа в 2015–2024 годах проходила под влиянием одного из величайших открытий XXI века – открытия гравитационных волн. Для меня, как специалиста по тесным двойным системам, было принципиально важно то, что гравитационные волны обнаружены как результат слияния черных дыр в двойных системах. Открытие рентгеновских двойных систем в начале 1970‑х годов обеспечило первое процветание проблемы тесных двойных систем, а открытие гравитационно-волновых двойных систем реализовало мощный толчок и второе процветание этой проблемы. Как уже отмечалось, 14 сентября 2015 года американская лазерная гравитационно-волновая обсерватория LIGO зарегистрировала первый сигнал от слияния черных дыр в двойной системе (событие 150914; если читать это слово справа налево, то получается 14 сентября 2015 года – дата открытия). Об этом открытии американскими учеными было официально объявлено 11 февраля 2016 года на специальной пресс-конференции. Сразу после пресс-конференции в международном журнале Physical Review Letters (том 116, 061102, 2016) вышла соответствующая научная статья. Международный список авторов этой статьи включает около 1200 ученых из 15 стран. В число авторов этой эпохальной статьи вошли российские ученые из научных групп Владимира Борисовича Брагинского (физический факультет МГУ) и Ефима Аркадьевича Хазанова (Институт прикладной физики Российской академии наук). В этой статье есть ссылка на работу сотрудников ГАИШ: В. М. Липунова, К. А. Постнова и М. Е. Прохорова (1997), в которой было предсказано, что первыми в гравитационно-волновом эксперименте LIGO должны быть открыты не сливающиеся нейтронные звезды (которых большинство), а черные дыры (поскольку энергия, выделяемая в виде гравитационных волн при слиянии черных дыр, много больше, чем при слиянии нейтронных звезд).


Илл. 103. Сын Миша с женой Олей выдают замуж дочку Яну – мою внучку. Июль 2022 г.


Илл. 104. Мой внук Денис на выпускном экзамене в музыкальной школе. Апрель 2023 г.


Илл. 105. Дочка Таня (в центре) с детьми Данилой и Таней – моими внуками. Декабрь 2023 г.


Как уже упоминалось выше, в марте 2016 года состоялась научная сессия Отделения физических наук РАН, посвященная открытию гравитационных волн. Мне было поручено выступить с докладом об этом эпохальном открытии. Я сделал тридцатиминутный доклад на тему «Открытие гравитационных волн – новый этап в исследованиях черных дыр». Позднее этот доклад был опубликован в специальном выпуске журнала «Успехи физических наук». В своем докладе я подчеркнул выдающееся значение открытия гравитационных волн для науки и для окончательного открытия черных дыр.

Если ранее, изучая черные дыры, мы могли лишь пассивно наблюдать рентгеновские ореолы вокруг них, образованные в результате аккреции вещества в рентгеновских двойных системах, то с открытием гравитационных волн мы можем как бы экспериментировать с черными дырами: изучать процесс их слияния в двойных системах, обусловленный потерей энергии на излучение гравитационных волн, исследовать процесс формирования общего горизонта событий, а также наблюдать различные моды колебаний этого горизонта и характер их затухания (который проявляется на кривой изменения интенсивности гравитационно-волнового сигнала в виде колебаний с нарастающей частотой и убывающей амплитудой – так называемая стадия «ring down»). Изучение специфических, так называемых квазинормальных мод колебаний общего горизонта событий позволит получить окончательные доказательства существования горизонта событий у черных дыр. Я также рассказал об истории исследования тесных двойных звездных систем как источников гравитационных волн. Подчеркнул, что первые косвенные наблюдательные свидетельства наличия гравитационных волн были получены еще в 1975 году в связи с открытием Р. Халсом и Дж. Тейлором радиопульсара в двойной системе PSR1913+26. Орбитальный период этой двойной системы укорачивается из‑за потери энергии на излучение гравитационных волн в точном соответствии с теорией Эйнштейна. Рассказал я также о классических тесных двойных системах, содержащих массивные звезды, которые являются эволюционными предшественниками двойных черных дыр, о механизмах формирования двойных черных дыр, а также подвел итоги полувековых поисков и исследований аккрецирующих черных дыр в рентгеновских двойных системах.

В 2016 году в журнале УФН вышла моя статья о результатах исследования черных дыр в рентгеновских двойных системах и ядрах галактик, в которой такие итоги были описаны более подробно. В связи с открытием гравитационных волн от слияния черных дыр в двойных системах особенно остро встала проблема формирования тесных двойных черных дыр. Если рассматривать формирование тесных пар черных дыр из классических массивных тесных двойных систем, то оказывается, что здесь не все просто. Дело в том, что из формулы ОТО для излучения гравитационных волн двойной системой следует, что для формирования наблюдаемого гравитационно-волнового всплеска необходимо, чтобы начальное разделение А между двумя образовавшимися черными дырами было не более (40–50) R. Лишь в этом случае две черных дыры успеют слиться за счет потери энергии на излучение гравитационных волн за время меньшее возраста Вселенной ~ 13,7 · 109 лет. Для пар черных дыр с большим начальным разделением (A> (40 ÷ 50) R) гравитационно-волновые всплески наблюдаться не будут, поскольку за время 13,7·109 лет они не успеют слиться.

Но очень массивные звезды Главной последовательности, в недрах которых водород превращается в гелий и из которых образуются массивные черные дыры, обладают особенностями, затрудняющими формирование достаточно компактных пар черных дыр. Они имеют большие радиусы (R> 20 R) и обладают весьма мощными звездными ветрами, что приводит к уменьшению их массы, если содержание металлов в их веществе достаточно велико, например близко к солнечному.

Большие начальные радиусы звезд – предшественников массивных черных дыр (в гравитационно-волновых двойных системах наблюдаются черные дыры массой до 80 М) означают, что начальное разделение компонент в соответствующей «классической» тесной двойной системе должно быть весьма велико (A> 50 R). В то же время радиальная потеря вещества звездами в виде звездного ветра (так называемая Джинсовская мода потери массы) приводит к тому, что разделение между компонентами двойной системы вековым образом возрастает и со временем может значительно превосходить критическое значение A = 50 R. При этом из‑за значительной потери массы водородной оболочки звезды последняя не расширяется в процессе эволюции, не заполняет свою критическую полость Роша и в системе не происходит процесс переноса вещества от одной компоненты к другой, который мог бы приводить к сокращению разделения A между компонентами.

В итоге в процессе эволюции такой массивной тесной двойной системы (например, 100 М + 80 М) образуется пара черных дыр с большим разделением A> 50 R, для которой время слияния двух черных дыр больше возраста Вселенной и от которой всплеск гравитационных волн наблюдаться не может.

В 2017 году мы с А. В. Тутуковым опубликовали статью в «Астрономическом журнале», где рассмотрели различные механизмы потери углового момента при формировании двойных черных дыр. Одним из таких механизмов может быть торможение компонент массивной тесной двойной системы при их орбитальном движении в плотном межзвездном молекулярном облаке.

Поскольку влияние звездного ветра массивных звезд на эволюцию массивных тесных двойных систем весьма велико, важно корректно оценивать темпы потери массы массивных звезд, в том числе звезд Вольфа–Райе. Еще в 1990 году мной было отмечено, что из‑за клочковатости ветра звезд WR оценки темпа потери массы этими звездами, выполненные с использованием радио и инфракрасных наблюдений, завышены в три–пять раз. В настоящее время этот вывод является общепризнанным. В 2018 году в моей работе совместно с А. И. Богомазовым, В. М. Липуновым и А. В. Тутуковым, опубликованной в международном журнале New Astronomy, были рассмотрены сценарии эволюции массивных тесных двойных систем с различными темпами потери масс компонент, которые приводят к формированию тесных пар черных дыр. При этом использовались эволюционные расчеты с помощью Машины сценариев эволюции тесных двойных систем, развитые группой В. М. Липунова в 1990‑х годах.