Практическая работа «Деятельность современных международных астрономических исследовательских центров и космических обсерваторий»
(к теме 2.4 Современные исследования в астрофизике)
1. Используя ресурсы сети Интернет, найдите сайты современных астрономических исследовательских центров мира. Заполните таблицу:
Название научно-исследовательского центра
Важнейшие открытия
Направление исследований
Европейская южная обсерватория (ESO, European Southern Observatory)
Обнаружение самого далёкого гамма-всплеска.
Подтверждение существования чёрной дыры в центре нашей галактики.
Получение в 2004 году первой фотографии внесолнечной планеты 2M1207b, вращающейся вокруг коричневого карлика.
Обнаружение большого количества других внесолнечных планет с помощью спектрографа HARPS.
Экзопланеты, непосредственное измерение спектров атмосфер экзопланет, исследование гамма-всплесков
Специальная астрофизическая обсерватория Российской академии наук
В 1992-2014 гг. на 6-м телескопе БТА выполнена спектроскопия с высоким разрешением желтого гипергиганта V1302 Aql, эффективная температура которого быстро росла в течение XX века со скоростью около 120 K в год. Наблюдения 2001-2014 гг. привели к выводу о том, что гипергигант вошел в фазу прекращения роста температуры и на диаграмме Герцшпрунга-Рессела находится вблизи границы Желтого войда.
13 сентября 2016 г. на радиотелескопе РАТАН-600 у микроквазара Лебедь X-3 зарегистрировано редкое явление - мощная синхротронная вспышка с ростом потока от 0.01 до 15 Ян на 4.6 ГГц за четыре дня.
Космический микроволновый фон, галактики: кинематика и динамика, межзвездная среда, гамма-барстеры, Солнце (в радиодиапазоне)
1. Используя ресурсы сети Интернет, изучите структуру и содержание сайта «МКС он-лайн». Заполните таблицу:
Особенности структуры сайта
Возможность подключения к двум он-лайн камерам на МКС. Информация о планетах Солнечной системы, Луне, видео-контент (к сожалению, многое уже недоступно на you-tube)
Информация сайта для использования на уроках астрономии
Обширный справочный материал при изучении Солнечной системы, видео-контент.
Информация сайта для использования при организации проектной и исследовательской деятельности учащихся
Наличие обширного справочного материала может быть использовано в проектной деятельности по темам связанным с объектами Солнечной системы.
1. Изучите содержание и структуру сайта CERN http://bak-cern.ru/. Ниже представлен текст о структуре БАК. Вставьте недостающие слова и поясните астрофизические основы наблюдаемых явлений:
В полнолуние, во время прилива, земля вблизи от Женевы поднимается на 25 см, увеличивая протяженность БАК на 1 мм и изменяя энергию пучка на 0,02%. Экспериментаторы должны учитывать этот эффект: необходимо контролировать энергию пучка с точностью до 0,002%
Заполнив таблицу, охарактеризуйте специфику информации, получаемой с использованием указанных детекторов:
Название детектора
Назначение
Значение исследований для астрономии
LHC
Предполагая, что имеется ввиду сам БАК, основным предназначением является поиск новых явлений в физике на масштабе порядка 1 ТэВ.
Благодаря колоссальной энергии столкновения протонов в коллайдере смогут родиться тяжелые частицы, которые существовали в природе только в первые микросекунды после Большого Взрыва.
CMS
Детектор общего назначения, предназначенный для поиска бозона Хиггса и «нестандартной физики», в частности тёмной материи
Темная материя в астрономии и космологии – гипотетическая форма материи, которая не испускает электромагнитного излучения и напрямую не взаимодействует с ним. Это свойство данной формы вещества делает невозможным её прямое наблюдение. Вывод о существовании тёмной материи сделан на основании многочисленных, но косвенных признаков поведения астрофизических объектов и по создаваемым ими гравитационным эффектам. Выяснение природы тёмной материи поможет решить проблему скрытой массы, которая, в частности, заключается в аномально высокой скорости вращения внешних областей галактик.
LHCb
Эксперимент проводится для исследования барионной асимметрии и в взаимодействиях b-кварков
Барионная асимметрия Вселенной – наблюдаемое преобладание в видимой части Вселенной вещества над антивеществом. Этот наблюдательный факт не может быть объяснён в предположении исходной барионной симметрии во время Большого взрыва ни в рамках Стандартной модели, ни в рамках общей теории относительности — двух теорий, являющихся основой современной космологии
ATLAS
Детектор предназначен для исследования протон-протонных столкновений
Одна из самых важных целей ATLASа состоит в том, чтобы исследовать недостающую часть Стандартной Модели - бозон Хиггса. Механизм Хиггса, который включает бозон Хиггса, даёт массы элементарным частицам, оставляя фотон безмассовым. Кроме того, предполагается поиск новых явлений в физике на масштабе порядка 1 ТэВ. Большая часть предлагаемых теоретиками моделей новой физики предсказывает существование очень тяжелых частиц с массой в сотни ГэВ или несколько ТэВ. В БАК сталкиваются два пучка протонов, и каждый из протонов имеет энергию до 7 ТэВ. Благодаря этой колоссальной энергии смогут родиться тяжелые частицы, которые существовали в природе только в первые микросекунды после Большого Взрыва.
1. Изучите содержание и структуру сайтов следующих обсерваторий, используя соответствующие ссылки:
1. Главная (Пулковская) Астрономическая обсерватория http://www.gao.spb.ru/russian/
3. Кавказская горная обсерватория ГАИШ МГУ им. М.В.Ломоносова http://lnfm1.sai.msu.ru/kgo/main.php
Заполните таблицу:
Название обсерватории
Особенности структуры и содержания сайта
Новейшие открытия
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Главная (Пулковская) астрономическая обсерватория Российской академии наук
Сайт содержит информацию о структуре, научной деятельности, ученом и диссертационном советах, аспирантуре ГАО РАН; проводимых семинарах и конференциях; инструментах, базах данных и изданиях. Представлена так же информация о библиотеке, истории и музее Пулковской обсерватории. Есть раздел об экскурсиях. И страничка для любителей астрономии.
Группа исследователей из США, России (Пулковская обсерватория) и Австралии нашли звезду, которая, предположительно, образовалась из того же газопылевого облака, что и Солнце. Статья, посвященная этому открытию “Elemental Abundances of Solar Sibling Candidates”, подготовлена к публикации в «The Astrophysical Journal»
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Крымская астрофизическая обсерватория РАН»
Сайт содержит информацию о структуре, подразделениях, научной деятельности КРАО РАН. Имеется архив конференций, информация об инструментах. Представлена так же информация о научной библиотеке обсерватории. Есть раздел об экскурсиях.
Обсерватория содержит самое большое количество телескопов в стране. Основные направления исследований – физика Солнца, открытие и отождествление малых планет (астероидов).
Кавказская Горная обсерватория Государственного астрономичиского института им.Штернберга МГУ им.М.В.Ломоносова
Сайт содержит информацию о научных программах, инструментах, плане работы обсерватории. Есть новостной раздел, раздел «Вопросы и ответы».
Основным инструментом обсерватории является 2,5-метровый оптический телескоп-рефлектор. На установке «МАСТЕР II» снято около 11 000 изображений неба. Автоматически отождествлены около 3500 астероидов, проведены многоцветные фотометрические наблюдения 10 сверхновых звёзд I-го типа
Выполнил: слушатель курсов Кадыров Азат Талгатович