Исследование происхождения и химико-динамической эволюции комет по наблюдениям в ультрафиолетовом диапазоне - составляющая научной программы космической обсерватории "Спектр-УФ"

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 17-12-01441

НазваниеИсследование происхождения и химико-динамической эволюции комет по наблюдениям в ультрафиолетовом диапазоне - составляющая научной программы космической обсерватории "Спектр-УФ"

Руководитель Шустов Борис Михайлович, Доктор физико-математических наук

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

Конкурс №18 - Конкурс 2017 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе; 02-703 - Солнце и Солнечная система

Ключевые слова протопланетные диски, происхождение Солнечной системы, динамика Солнечной системы, образование комет, электрический заряд космической пыли, астрохимия, молекулы в кометах, ультрафиолетовые спектры молекул, спектры комет, космический проект "Спектр-УФ", Всемирная космическая обсерватория - ультрафиолет, наблюдения комет

Код ГРНТИ41.03.15

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Основная фундаментальная научная задача проекта, предлагаемого в данной заявке - исследование происхождения и химико-динамической эволюции населения комет Солнечной системы по наблюдениям в ультрафиолетовом диапазоне. Важная цель – это развитие научной программы космической обсерватории "Спектр-УФ"- проекта общенационального и международного значения. Происхождение и ранние стадии эволюции аналогов Солнечной системы можно изучать, наблюдая околозвездные протопланетные диски и планеты вокруг других звезд. В нашей Солнечной системе главными «свидетелями» ее ранней эволюции являются кометы. В настоящее время во внешней части Солнечной системы обнаружены две популяции малых тел, которые предполагаются источниками наблюдаемых комет: транснептуновая область, состоящая из пояса Койпера и рассеянного диска (30 – 100 а.е.), и облако Оорта (до 100 000 а.е.). Имеется много моделей, в которых происхождение этих популяций объясняется вместе с процессом формирования планетной системы. Но ни одна из них не является удовлетворительной. Есть много нерешенных вопросов: на которые предстоит найти ответы: • как образуются первичные кометы, в частности, как начинается и развивается коагуляция пыли, неизбежно несущей электрический заряд? • как формируется химическая структура комет и как она зависит от физико-химических свойств конкретных областей протопланетного диска? • какие динамические процессы ответственны за образование популяции комет на дальних окраинах Солнечной системы и за устойчивость этой популяции? • как можно по наблюдениям комет определить особенности их физико-химической эволюции? • какова роль комет в истории Земли? Найти ответы на эти вопросы (по крайней мере существенно продвинуться в их решении) – главная фундаментальная задача проекта. Предлагается развить как теоретические методы таких исследований, так и наблюдательные подходы. Многие вопросы определения химического состава комет и исследования физических процессов в их ядрах могут быть решены только с использованием наблюдательных данных в ультрафиолетовом (УФ) диапазоне электромагнитного спектра, 115 – 300 нм. Вследствие непрозрачности земной атмосферы, такие исследования могут производиться только методами внеатмосферной астрономии. Наблюдения в УФ диапазоне чрезвычайно необходимы, т.к. именно в этом диапазоне находится большинство астрофизически важных резонансных линий атомов (O I, C I, H I и т.д.), молекул (CO, CO2, OH и др.) и их ионов. Именно поэтому в амбициозном космическом проекте “Спектр-УФ” крупной космической обсерватории УФ-диапазона исследованию комет будет уделено особое внимание. Космическая обсерватория «Спектр-УФ» планируется к запуску в 2021 г. Наступил самый «горячий» период проработки уже не просто списка задач, а конкретной научной программы, которая должна содержать и перечень наиболее важных конкретных задач (заданий), и оценку их выполнимости, и даже примерную программу наблюдений по каждому из заданий и оценку эффективности. Это очень важная работа, от качества выполнения которой зависит эффективность всего дорогостоящего проекта. Это – вторая важная цель проекта. Прежде чем космическая обсерватория начнет работу в космосе, планируется проверить основные наблюдательные подходы и технические решения с помощью наземных наблюдений на высокогорной Терскольской обсерватории. Это поможет внести необходимые уточнения в проект и сделает его более эффективным. Такой комплексный подход к изучению комет как индикаторов и свидетелей происхождения и эволюции Солнечной системы будет реализован впервые.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Акимкин В.В. Retention of small dust in protoplanetary environments. METEORITICS & PLANETARY SCIENCE, Том: 53 Стр.: 6086-6086 Приложение: 1 Специальный выпуск: SI (год публикации - 2018)

2. А.И. Гомез де Кастро, Брош Н., Шустов Б. All-sky ultraviolet surveys: the needs and the means ASTROPHYSICS AND SPACE SCIENCE, V. 363, Is. 10, 201, pp.8 (год публикации - 2018)
10.1007/s10509-018-3412-0

3. Шустов Б., Гомес де Кастро А.И., Сачков М., Валеджо Д.С., Маркос-Аренал П., Канев Е., Саванов И., Шугаров А., Сичевский С. The World Space Observatory Ultraviolet (WSO-UV), as a bridge to future UV astronomy. ASTROPHYSICS AND SPACE SCIENCE, Том: 363 Выпуск: 4 Номер статьи: 62 (год публикации - 2018)
10.1007/s10509-018-3280-7

4. Шустов Б.М., Сачков М.Е., Гомез де Кастро А.И., Валеджо Д.С., Канев Е., Дорофеева В.А. Comets in UV. ASTROPHYSICS AND SPACE SCIENCE, Том: 363 Выпуск: 4 Номер статьи: 64 (год публикации - 2018)
10.1007/s10509-018-3282-5

5. Емельяненко В.В. Dynamics and origin of comets: New problems appeared after the Rosetta space mission. Solar System Research, Vol. 52, No. 5, pp. 382–391. (год публикации - 2018)
10.1134/S0038094618050039

6. Сачков М.Е., Карташова А.П., Емельяненко В.В. Prospects for spectral studies of comets:The World Space Observatory -Ultraviolet project Planetary and Space Science, Volume 164, 1 December 2018, Pages 75-78 (год публикации - 2018)
10.1016/j.pss.2018.06.013

7. Молярова Т.С., Акимкин В.В., Шустов Б.М. Химический состав льдов в протопланетных дисках. Научные труды Института астрономии РАН . Cборник трудов мемориальной конференции 2018 г., посвященной памяти академика А.А. Боярчука. - Москва: изд. Янус-К., 2018, стр. 328-333 (год публикации - 2018)

8. Кочина О.В., Акимкин В.В. Химия при мультизарядности пылинок в протопланетных дисках. Научные труды Института астрономии РАН . Cборник трудов мемориальной конференции 2018 г., посвященной памяти академика А.А. Боярчука. - Москва: изд. Янус-К., 2018, стр. 317-321 (год публикации - 2018)

9. Шустов Б.М. Метеориты как свидетели и продукты эволюции Солнечной Системы, угроза и ресурс на будущее. ФИЗИКА КОСМОСА. Труды 47-й Международной студенческой научной конференции. — Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2018, Т.47, стр. 135-151. (год публикации - 2018)

10. Молярова Т. С., Акимкин В. В., Вибе Д. З. Индикаторы массы протопланетных дисков Физика Космоса: труды 47-й Международной студенческой научной конференции. — Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2018, т.47, стр. 259-260 (год публикации - 2018)

11. А.В.Русол, В.А. Дорофеева Thermal evolution of the nucleus of the comet 67P for 120 years: numerical simulations Open Astronomy, Open Astron. 2018, Vol. 27, pp. 175–182 (год публикации - 2018)
10.1515/astro-2018-0030

12. В.А.Дорофеева ОЦЕНКА ОТНОСИТЕЛЬНЫХ СОДЕРЖАНИЙ ВЫСОКОЛЕТУЧИХ КОМПОНЕНТОВ СО, N2 И Ar В ЯДРАХ КОМЕТ Труды конференции "Девятнадцатая международная конференция «Физико-химические и петрофизические исследования в науках о Земле", Девятнадцатая международная конференция «Физико-химические и петрофизические исследования в науках о Земле» Москва, 24-26 сентября, Борок, 28 сентября 2018 г., Материалы конференции, М.: 2018, ISBN978-5-88918-053-1. Труды конференции. с.96-99 (год публикации - 2018)

13. Наливкин М.А., Саванов И.С., Нароенков С.А., Шмагин В.Е. UVEX: Спектрограф низкого разрешения с диапазоном, расширенным в УФ- область. Научные труды Института Астрономии РАН, Том 3, Стр 72-78 (год публикации - 2019)
10.26087/INASAN.2019.3.1.012

14. Наливкин М.А., Саванов И.С., Нароенков С.А. Оценка предельного проницания спектрографа UVEX Научные труды Института Астрономии РАН, Том 3, стр 79-86 (год публикации - 2019)
10.26087/INASAN.2019.3.1.013

15. Молярова Т.С., Акимкин В.В., Вибе Д.З., Семенов Д.А. Соотношение С/O в газовой и ледяной фазе в протопланетных дисках ФИЗИКА КОСМОСА. Труды 48-й Международной студенческой научной конференции., стр. 186-187 (год публикации - 2019)

16. Пузин В.Б., Сизова М.Д. Спектральные наблюдения звезд с экзокометной активностью Научные труды Института Астрономии РАН, Том 4, Стр 172-178 (год публикации - 2019)
10.26087/INASAN.2019.4.2.027

17. Сизова М.Д., Павлюченков Я.Н., Нароенков С.А. Моделирование орбит экзокомет в системе β живописца Научные труды Института Астрономии РАН, том 4, Стр 179-183 (год публикации - 2019)
10.26087/INASAN.2019.4.2.028

18. Емельяненко В.В. Migration of Giant Gaseous Clumps and Structure of External Part of the Solar System Solar System Research, Vol. 54, No. 1, pp. 64–69. (год публикации - 2020)
10.1134/S0038094620010013

19. Мурга М.С., Вибе Д.З., Васюнин А.И., Варакин В.Н., Столяров А.В. Экспериментальное и теоретическое исследование фотоиндуцированных процессов в твердой фазе межзвездной среды Успехи химии (год публикации - 2020)
10.1070/RCR4912

20. Емельяненко В.В. Распределение орбит комет и астероидов семейства Юпитера в околоземном пространстве НАУЧНЫЕ ТРУДЫ ИНСТИТУТА АСТРОНОМИИ РАН, том 3, стр. 254-259 (год публикации - 2019)
10.26087/INASAN.2019.3.1.040

21. Дорофеева В.А. База данных по составу комет Труды Всероссийского ежегодного семинара по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии. Москва, 16–17 апреля 2019 года. / Отв. редактор О.А. Луканин, - М: ГЕОХИ РАН, 2019, 438 с., стр. 270-274 (год публикации - 2019)

22. Дорофеева В.А. Состав минеральной компоненты кометы комет как индикатор динамических процессов в околосолнечной небуле. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И ПЕТРОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В НАУКАХ О ЗЕМЛЕ. Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской Академии наук (Москва), стр. 92-95 (год публикации - 2019)

23. Дорофеева В.А. НОВЫЕ ДАННЫЕ ПО (D/H)H2O В ОБЪЕКТАХ ВНЕШНЕЙ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ: СЛЕДСТВИЯ ДЛЯ КОСМОГОНИИ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И ПЕТРОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В НАУКАХ О ЗЕМЛЕ. Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской Академии наук (Москва), стр. 88-91 (год публикации - 2019)

24. Шустов Б.М. Кометные летописи рождения и эволюции Солнечной системы Земля и Вселенная, №6, стр. 3-15 (год публикации - 2017)
007.001.0044-3948.2017.000.006.3.15

25. Молярова Т.С., Акимкин В.В., Семенов Д.А. ,Хеннинг Т., Васюнин А.И., Вибе Д.З. Gas Mass Tracers in Protoplanetary Disks: CO is Still the Best ASTROPHYSICAL JOURNAL, vol. 849, Issue 2, Article number 130 (год публикации - 2017)
10.3847/1538.4357/aa9227

Публикации