Исследование газодинамики оболочек катаклизмических переменных звезд

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 15-12-30038

НазваниеИсследование газодинамики оболочек катаклизмических переменных звезд

Руководитель Шематович Валерий Иванович, Доктор физико-математических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт астрономии Российской академии наук , г Москва

Конкурс №9 - Конкурс 2015 года на получение грантов по приоритетному направлению деятельности Российского научного фонда «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований с представлением результатов в рамках международной конференции (конгресса)»

Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе; 02-704 - Физика и эволюция звезд и межзвездной среды

Ключевые слова катаклизмические переменные, двойные звезды, процессы аккреции, газодинамика, МГД, экзопланеты в двойных звездах

Код ГРНТИ41.23.39

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Большая распространенность и богатство наблюдательных проявлений делают взаимодействующие двойные звезды крайне важным объектом астрономических и астрофизических исследований. Катаклизмические переменные, состоящие из компактной проэволюционировавшей звезды-аккретора и заполняющей свою полость Роша звезды-донора, выделяются, прежде всего, наличием высокоэнергетических процессов, протекающих как на поверхности компонентов, так и в межзвездном пространстве. Благодаря этой особенности катаклизмических переменных звезд на настоящий момент для них накоплено большое количество наблюдательных данных, требующих интерпретации. Интерпретация этих данных важна, так как с их помощью можно получить информацию о поведении вещества в условиях, недостижимых, в настоящее время, в земных условиях – в присутствии экстремально сильных магнитных и гравитационных полей. К сожалению, катаклизмические переменные звезды довольно компактны (размер большой полуоси орбиты в таких системах, как правило, не превышает нескольких солнечных радиусов), что делает невозможным непосредственное наблюдение формирующихся в них элементов структуры течения. Единственный способ получить детальную информацию о течении в подобных звездах – создать численную модель, достаточно полно отражающую происходящие в системе процессы, после чего, подбором свободных параметров добиться совпадения предсказаний модели с наблюдениями. В настоящее время наиболее продвинутые модели течения создаются на основе трехмерных численных магнитогидродинамических расчетов. Авторы Проекта имеют более чем 20-летний опыт создания и исследования моделей газодинамики в двойных звездах. Однако, работа по созданию численных моделей оболочек двойных звезд все еще далека от завершения. В настоящее время, в связи с увеличением мощности доступных суперкомпьютеров, а также благодаря развитию (в том числе, усилиями авторов Проекта) численных кодов и методов анализа данных, стало возможным изучение не только крупномасштабных элементов течения, но также течений, локализованных непосредственно вблизи аккретора в полярах и промежуточных полярах. Изучение течений в этой области важно, поскольку именно там происходит наиболее интенсивное энерговыделение. Также впервые открывается возможность проведения масштабного численного моделирования для определения зависимости параметров волн (приливных, ударных и прецессионных), формирующихся в дисках катаклизмических переменных звезд от параметров системы. Это позволит провести анализ процессов развития неустойчивостей в аккреционных дисках, содержащих такие волны, и оценить величину турбулентной вязкости – важнейший параметр, определяющий темп аккреции в системе. Отдельной задачей, рассмотрение которой планируется в рамках Проекта, является изучение процессов взаимодействия атмосферы экзопланеты, принадлежащей двойной системе, с элементами течения, формирующимися в оболочке двойной звезды. Планируется создание трехмерной численной модели для исследования газодинамических процессов взаимодействия атмосферы экзопланеты с ударной волной, образующейся в результате столкновения ветров от компонентов двойной звезды. В рамках этой модели планируется также учесть процессы нагрева атмосферы за счет высыпания свободных электронов при прохождении ударной волны. Оценки, сделанные при помощи разработанной модели позволят скорректировать параметры зон обитаемости двойных звезд. В рамках Проекта планируется создание трехмерных численных газодинамических и МГД моделей и проведение моделирования для катаклизмических переменных звезд с различными параметрами, для поляров и промежуточных поляров, а также для атмосфер экзопланет, находящихся в составе двойных звездных систем. При помощи разработанных моделей будет проводиться интерпретация наблюдений двойных звезд, уточнение соответствующих моделей, а также будут скорректированы общепринятые оценки параметров зон обитаемости для экзопланет в двойных системах. Полученные в рамках Проекта результаты будут опубликованы в рецензируемых изданиях, а также доложены на регулярной международной конференции «The Golden Age of Cataclysmic Variables and Related Objects», которая может быть проведена в 2017 году в России.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. А.А. Черенков, П.В. Кайгородов, Д.В. Бисикало Gas dynamic modeling of the CME propagation through the envelope of a hot Jupiter-type exoplanet Journal of Physics: Conference Series (ASTRONUM-2015), Vol. 719, 012010 (год публикации - 2016)
10.1088/1742-6596/719/1/012010

2. Д.В. Бисикало, Е.П. Курбатов, П.В. Кайгородов On a Possible Mechanism of Developing of the Turbulence in Accretion Disks in Nonmagnetic Binary Stars Proceedings of Science (год публикации - 2016)

3. В.И. Шематович, П. В. Кайгородов, Д. В. Бисикало, А. М. Фатеева Газодинамические особенности оболочек контактных двойных звезд Астрономический Журнал, том 94, №12, с. 1027–1032 (год публикации - 2017)
10.7868/S0004629917120076

4. В.И. Шематович, Д.В. Бисикало, Ж.Ц. Жерард, Б. Хьюберт Changes in the Martian Atmosphere Induced by Auroral Electron Precipitation Астрономический вестник, т. 51, №5, с.362-372 (год публикации - 2017)
10.1134/S0038094617050094

5. П.Б. Исакова, Н.Р. Ихсанов, А.Г. Жилкин, Д.В. Бисикало, Н.Г. Бескровная Особенности течения вещества в пекулярной взрывной (катаклизмической) переменной AE Водолея. Астрономический Журнал (англоязычное название - Astronomy Reports), том 93, №5, c.474-485 (год публикации - 2016)
10.7868/S000462991604006X

6. П.Б. Исакова, А.Г. Жилкин, Д.В. Бисикало, А.Н. Семена, М.Г. Ревнивцев Особенности аккреции в системе EX Hydrae: результаты численного моделирования Астрономический журнал, т. 94, №7 (год публикации - 2017)

7. Д.В. Бисикало, Е.П. Курбатов, Я.Н. Павлюченков, А.Г. Жилкин, П.В. Кайгородов On the technique for the recovery of the spectrum of turbulence in astrophysical discs MONTHLY NOTICES OF THE ROYAL ASTRONOMICAL SOCIETY, Vol. 458, pp. 3892–3903 (год публикации - 2016)
10.1093/mnras/stw587

8. Е. П. Курбатов, Д. В. Бисикало Возбуждение турбулентности в аккреционных дисках двойных звезд нелинейными возмущениями Астрономический журнал, т. 94, №6, с. 477-488 (год публикации - 2017)
10.7868/S000462991706007X

9. П.Б. Исакова, Н.Р. Ихсанов, А.Г. Жилкин, Д.В. Бисикало, Н.Г. Бескровная Features of the Matter Flows in the Peculiar Cataclysmic Variable AE Aquarii Astronomy Reports, Vol. 60, Issue 5, pp.498-508 (год публикации - 2016)
10.1134/S1063772916040065

10. Д.Э. Ионов, В.И. Шематович, Я.Н. Павлюченков Влияние фотоэлектронов на структуру и динамику верхней атмосферы горячего юпитера Астрономический журнал, т. 94, №6 (год публикации - 2017)

11. Е.П. Курбатов, А.Г. Жилкин, Д.В. Бисикало Модель модифицированной магнитной гидродинамики с учетом турбулентности в приложениях к астрофизике Успехи физических наук, том 187, № 8 (год публикации - 2017)
10.3367/UFNr.2017.01.038063

12. А. М. Фатеева, А. Г. Жилкин, Д. В. Бисикало Формирование и эволюция наклоненных аккреционных дисков в промежуточных полярах Астрономический Журнал (англоязычное название - Astronomy Reports), том 92, №12, с. 977–989 (год публикации - 2015)
10.7868/S0004629915120026

13. А.А. Боярчук и др. Научные задачи космического проекта «Спектр-УФ» («Всемирная Космическая Обсерватория – Ультрафиолет») Астрономический Журнал (англоязычное название - Astronomy Reports), т.93, №1, с.3 (год публикации - 2016)
10.7868/S0004629916010011

14. Кайгородов П.В., Бисикало Д.В., Курбатов Е.П. Взаимодействие струи из точки L1 с внешним краем аккреционного диска в катаклизмических переменных звездах Астрономический Журнал, том 94, №8, с. 641-647 (год публикации - 2017)
10.1134/S1063772917080042

15. Анна И. Гомез де Кастро, Роберт О.П. Лойд, Кевин Франц, Алексей Сытов, Дмитрий Бисикало Protoplanetary disk shadowing by gas infalling onto the young star AK Sco ASTROPHYSICAL JOURNAL LETTERS, Vol. 818, Issue 1, article id. L17 (6pp) (год публикации - 2016)
10.3847/2041-8205/818/1/L17

Публикации