ГлавнаяТема номераКалендарь событийАрхив
18 Ноября 2017 г. 3:42
gazeta.sfedu.ru gazeta.sfedu.ru sfedu.ru


Кафедра физики космоса в год 50-летия полета Гагарина

21 Апреля 2011 г.
Почти две недели мир торжественно и шумно праздновал 50-летие со дня полета первого человека в космос. Сказано было много и о научной, и о практической значимости этого события. Многое, что связано с космосом, уже вошло в наш быт настолько, что мы порой и не замечаем этого. В нашем университете несколько подразделений (я насчитал четыре), выполняющих работы по космическим программам. В этом уже нет ничего необычного, привычная, порой рутинная работа. Однако именно это обстоятельство означает, что за столь короткий по сравнению с масштабами цивилизации срок человек стал другим – возможно не до конца осознанно, но он считает своим домом уже не только Землю…


Теперь поближе к Большому космосу: в нашем университете существует одна лишь кафедра, которая связывает свои интересы и выполняет исследования в области физики космоса вообще, как ближнего, так и дальнего, в том числе очень удаленного, на самом «краю» Вселенной – это кафедра физики космоса (до 1997 г. кафедра астрофизики). Кафедра была основана в современном её виде профессором Л.С. Марочником при активной поддержке чл.-корр. АН СССР Ю.А. Жданова, бывшего в то время ректором РГУ,   в 1971 году.  С самого первого дня нашей кафедры, как было определено Л.С. Марочником, пространственные масштабы, входящие в область её интересов, простираются от самого близкого нашего окружения (атмосферы Земли) до явлений, находящихся на расстояниях в 13 млрд. световых лет, когда Вселенная была в 10-30 раз моложе его современного возраста. По порядку это выглядит так:

Земля, Луна и земная атмосфера.  

Совсем недавно мы начали в нашей старенькой университетской обсерватории проводить  наблюдения пепельного света Луны. Пепельный свет интересен тем, что он представляет собой отраженный от лунной поверхности свет, приходящий от освещенной Солнцем части поверхности Земли. Изучая его, мы можем делать выводы о так называемом альбедо (отражательной способности) Земной атмосферы, океана и поверхности и, следовательно, делать выводы о текущем состоянии атмосферы (например, температурном режиме, её загрязненности), океана (например, распределения его температуры, а значит и косвенно температурный режим земной коры), посевов и вообще зеленого покрова Земли. К сожалению, в настоящее время мы в состоянии исследовать пепельный свет только фотометрическими методами, но у нас есть планы на современный спектрограф и тогда наши возможности расширятся. В настоящее время лишь отдельные обсерватории мира исследуют это явление. Ведущая в этом направлении – обсерватория Биг Беар (Big Bear Solar observatory) в США. Здесь есть и еще один фундаментальный аспект:  спектр пепельного света Луны дает нам представление о том, как выглядит наша Земля из далекого космоса теми наблюдателями, которые находятся на очень больших от нас расстояниях и проводят в настоящее время поиски собратьев в Галактике. Таким образом, задача исследования пепельного света Луны входит в число приоритетных задач программы поиска внеземных цивилизаций.  Нам бы телескоп с диаметром зеркала 40-50 см, и мы бы были здесь в лидерах!

 

Земля, астероиды, Тунгусский метеорит и др…

Наш университет входит в Федеральную целевую программу «Астероидно-кометная безопасность Земли» (автор статьи является членом экспертного Совета РАН по этой проблеме).  В задачи этой программы входит исследование  потенциально опасных небесных тел (и, разумеется, поиск методов противодействия им), т.е. таких, которые могут представлять угрозу для человечества на масштабах как локальных (аналогичных катастрофе, связанной с падением Тунгусского метеорита, которая к счастью произошла в лесу вдали от густо населенных пунктов), так и глобальных (живописно представленных в наивном фильме «Армагеддон». Кстати, этот фильм был выпущен в прокат через несколько лет после Российско-американской конференции по проблеме космической угрозы, которая проходила в г. Снежинске Челябинской области в 1994 г. Проблемы эти неоднократно реально имели место в истории нашей планеты (свидетельством чему, например, кратер в Аризоне). Наша часть в этой программе включает как теоретические исследования свойств поверхности астероидов, возможности раннего предсказания потенциально опасных сближений астероидов с Землей, так и наблюдения и мониторинг потенциально опасных небесных тел. Наблюдательную часть нашего участия в Программе удалось в свое время (2007 г.) обосновать во многом тем, что Ростовский университет становится федеральным, получает хорошее финансирование для развития экспериментальной базы, и поэтому естественно было ожидать, что уж два небольших телескопа (зеркало диаметром 40-50 см)  он будет в состоянии купить и активно участвовать не только в этой программе, но и во многих других (в том числе, коммерческих). Однако телескопы не были нами куплены (в развитых странах телескоп, на который мы претендуем, имеет едва ли не любой заштатный университет).  Теоретическая же часть исследований по Программе у нас в полном разгаре, и возможно уже в следующем году мы организуем здесь конференцию по астероидной опасности. 

Звезды, Галактика, шаровые скопления, галактики…

Это классические направления наших исследований, которые берут свое начало еще с того периода, когда наш университет перебрался из Варшавы и был организован Донской, а позднее, Ростовский университет. В настоящее время мы развиваем исследование физики так называемых магнитных и пекулярных звезд – загадочных своим необычно сильным магнитным полем звезд. Над их природой астрофизики работают уже более 50 лет и лишь в последние годы приблизились к пониманию того, с чем же связаны их большие магнитные поля.

Исследование магнитных звезд вплетается в общую  канву исследований химии и динамики  нашей Галактики и её подсистем, поскольку магнитные звезд имеют еще и необычный химический состав своего вещества, которым они в принципе способны обогащать окружающую их среду. Химическая эволюция Галактики и её подсистем относится к наиболее «любимой» нами тематике. Это связано с тем, что распределение химических элементов в звездах и межзвездной среде отражает динамическую историю Галактики – это отпечатки давних событий, запечатленные в относительных концентрациях тех или иных химических элементов. В определенном смысле это астрономическая археология – распределение химических элементов играет ту же роль, что и окаменелости в археологии. Работы всех сотрудников кафедры в той или иной степени связаны с этой проблемой.

Одна из  работ в этом направлении совсем недавно наделала шуму: И.А. Ачарова и Ю.Н. Мишуров опубликовали работу, которая буквально на следующий день после появления вызвала переполох в астрономической общественности. В работе речь шла о возможности (правильнее сказать, невозможности) найти в ближайшей окрестности Солнца её родственников, т.е. звезд, которые были рождены из молекулярного межзвездного газа 4.5 млрд. лет назад и которые, по мнению многих, должны были бы находиться где-то «поблизости». Если бы так, то была бы надежда на то, что в планетных системах возле таких звезд может быть жизнь в каком-то виде. Ачарова и Мишуров показали, что это не так. Возникшая по этому поводу дискуссия попала в средства массовой информации, затем в авторитетный журнал Science World, авторам звонили из газет, журналов, вебресурсов… В результате проблема зазвучала свежее и в настоящее время многие группы у нас в стране и в мире направили усилия на более тщательное исследование этой проблемы, в том числе, наблюдательные.

Космическая газодинамика, межзвездная и межгалактическая среда

Эта еще одна тематика, которую можно было бы отнести к «любимым». Она возникла в нашей группе под влиянием выдающихся астрофизиков 20-го столетия: академика Я.Б. Зельдовича, проф. С.Б. Пикельнера и проф. С.А Каплана. В космическом пространстве мы можем встретить столь необычные и красочные течения, которые с трудом, да и то далеко не всегда, можно воспроизвести в лабораторных условиях. Это буквально Клондайк для человека, который занимается механикой сплошной среды, гидромеханикой. Я рекомендую всем читателям пойти на сайт Хаббловского телескопа, телескопов Хершель и Спитцер, больших оптических телескопов, например, телескопов Южно-Европейской обсерватории в Чили и посмотреть галерею астрономических изображений. С развитием космической газодинамики механика сплошных сред приобрела второе дыхание, как бы банально это и не звучало. Впервые об этом сказал еще В. Гейзенберг в 1954 году на одной из первых конференций по космической газодинамике. В космической плазме выявилось много такого, о чем раньше никто не подозревал именно в силу того, что в лабораторных условиях или в природных условиях на земле такие конфигурации и течения крайне трудно реализовать.  Именно поэтому в последние два десятилетия эта область потребовала развития новых высокоэкономичных математических алгоритмов для численного моделирования сложных течений в околозвездной, межзвездной и межгалактических средах. Впоследствии они стали использоваться в некоторых разделах «земной» газодинамики, например, в газодинамике так называемого инерционного управляемого термоядерного синтеза.

Ранняя Вселенная

Это особая область астрофизики – здесь, как правило, речь идет о том, чего никто никогда не видел, но все знают, что оно есть. Спустя некоторое время такой объект или явление, существовавший перед тем только в предчувствиях, вдруг обнаруживается и если его свойства оказываются близкими к тем, которые предсказывались теоретиками, то и теоретики получают Нобелевские премии. Так было, в частности, при открытии так называемого фонового реликтового микроволнового излучения. В настоящее время одним из таких объектов, существующим только в наших надеждах, является первая звезда во Вселенной – все знают, что первая звезда конечно когда-то была, но никто её пока не видел. Кстати, один из ключевых проектов готовящегося к введению в строй в ближайшее время инфракрасного космического телескопа Джеймс Веб (James Web Space Telescope) является как раз наблюдение первой звезды во Вселенной. Все предсказывают, что она должна обязательно иметь большую массу, в 100-200 раз большую массы Солнца. В нашей группе мы предсказали возможность того, что первая звезда может быть и не столь массивной, всего в несколько солнечных масс. Чтобы проверить наши предсказания, в последние два года в наша группа включилась в наблюдательные программы совместно с САО РАН, а также с рядом зарубежных обсерваторий, направленные на обнаружение и исследование физических свойств так называемых гамма-всплесков, иногда представляющих очень раннюю Вселенную, вплоть до тех моментов времени, когда она была всего около 500 млн. лнт от роду, т.е. в 30 раз моложе современной Вселенной. Известно, что такие звезды, предшествующие гамма-всплескам, могут иметь массу около 30 солнечных масс. Если так, то это подтверждает нашу точку зрения. Исследования продолжаются.

Наши сотрудники

Как видите, шкала пространственных масштабов явлений, входящих в область наших интересов, простирается от размеров Земли (радиус 6370 км) до размеров видимой Вселенной (14 млрд. световых лет) – разница в девятнадцать порядков! Столь широкая шкала – это, прежде всего, характеристика квалификационного уровня преподавателей нашей кафедры. Двое (из четверых) профессоров являются членами Международного Асторономического Союза – наиболее авторитетной международной организации, один из профессоров входит в редколлегию  международного журнала «Astronomical & Astrophysical Transactions», один из профессоров (кстати, единственный представитель нашего университета) входит в Корпус научных экспертов в области естественных наук (www.scientific.ru). Значительная часть наших научных программ выполняется в тесном сотрудничестве с рядом отечественных: Институт астрономии РАН (Москва), Специальная астрофизическая обсерватория РАН (Нижний Архыз), а также зарубежных университетов и научных центров: Рурский университет в Бохуме (Германия), Астрофизическая обсерватория Арчетри (Италия), Университет Сан Паоло (Бразилия), Рамановский исследовательский институт (Индия), Исследовательский институт наблюдательных наук Арьябхата (Индия), с некоторыми из которых у нас совместные проекты, поддерживаемые РФФИ и национальными научными фондами соответствующих стран.  Свои статьи мы публикуем в отечественных и зарубежных научных журналах с высоким импакт-фактором: не ниже 2, а в основном 4-5.

Студенты

У нас хорошие студенты. Многие из них получали и получают различные именные стипендии, такие как Губернаторская, Потанинская, практически на всех студенческих конференциях они занимают лидерские позиции, пополняя кафедральную «копилку» почетных грамот и дипломов. Многие из них уже побывали с командировками и визитами в зарубежных институтах. Кстати, именно сейчас две наших студентки первого года магистратуры находятся в Рурском университете в Бохуме, где они  прослушивают курс по прикладным пакетам обработки наблюдательных астрономических данных.

Наши выпускники работают успешно и везде. Например, можно назвать компании «Мегафон»,  «Билайн» в Ростове, Областной земельный кадастр. Один из наших выпускников (др. Б.В Вайнер) является ведущим научным сотрудником Исследовательской лаборатории НАСА, другой (В. Кравцов) является директором Астрономического института университета Антафагаста (Чили), С. Додонов (старший научный сотрудник САО РАН) – лауреат Государственной премии РФ, В.Г. Клочкова – заведующий лабораторией САО РАН… Всех не счесть.

Если еще кто не пришел к нам на кафедру учиться, приходите! Мы вас ждем!

Ю. Щекинов, заведующий кафедрой физики космоса ЮФУ




comments powered by HyperComments
газета
'Южный Университет'
gazeta@sfedu.ru, pr@sfedu.ru
344006, г.Ростов-на-Дону,
ул.Большая Садовая, 105/42,
ком.506 б
Горшенкова Ольга Александровна


+7(863)263-82-85
+7(863)244-09-94