ИСТИНА

Наша Галактика – Млечный Путь – является естественным и весьма удобным полигоном комплексного исследования населений типичных дисковых галактик, их происхождения, пространственного распределения, динамики и эволюции. Свойства населений отражают происходящие в Галактике процессы, в том числе связанные с ближайшим галактическим окружением. В рамках исследования предполагается комплексное исследование различных свойств населений и их физических взаимосвязей на основе современных массовых астрофизических (фотометрических и спектральных) и астрометрических данных о звездах, в том числе переменных, звездных скоплениях и других объектах. На ближайшие годы одним из важнейших источников данных, в дополнение к наземным существующим и будущим “всенебесным” фотометрическим и спектральным обзорам, останется уникальный космический телескоп GAIA, с помощью которого уже сейчас более чем для 1,4 млрд звезд получены как точнейшие астрометрические данные – тригонометрические параллаксы, собственные движения – так и данные широкополосной фотометрии и спектроскопии, в том числе лучевые скорости. Цели настоящего проекта следующие: Фотометрический и спектральный мониторинг переменных звезд, Сверхновых звезд, цефеид и лирид на телескопах КГО и КАС ГАИШ, в Симеизской обсерватории КРАО РАН и телескопе SALT (ЮАР). Уточнение шкал расстояний объектов, используемых в качестве астрономических “стандартных свечей” – цефеид, лирид, красных гигантов, голубых звезд горизонтальной ветви и других звезд, Сверхновых звезд и самих звездных скоплений на основе самых современных “всенебесных” каталогов, таких как GAIA, PanSTARRS, AllWISE, IPHAS/VPHAS+2MASS, LAMOST и др. Исследование физики и эволюции цефеид и лирид, поиск эволюционных изменений и на этой основе – существенное уточнение их эволюционных стадий и светимостей. Исследование особенностей кинематики населений галактического диска – тонкого и толстого – и гало на основе высокоточных данных о расстояниях и пространственных скоростях объектов. Изучение строения диска Галактики и отклонений от осесимметричности (спиральный узор, бар и кольцевые резонансные структуры) и моделирование динамики диска. Детальное изучение населения рассеянных и шаровых звездных скоплений, звездных ассоциаций и определение их физических характеристик, изучение внутренней динамики этих объектов. Разработка и применение новых методов и алгоритмов анализа данных – многомерной автоматической классификации различных популяций объектов, определения физических характеристик звезд. Исследование физических оснований динамики звездных систем, фрактальных свойств звездной среды, процессов релаксации в звездных системах и их динамической эволюции.

Our Galaxy - the Milky Way - is a natural and very convenient testing ground for a comprehensive study of the populations of typical disk galaxies, their origin, spatial distribution, dynamics and evolution. The properties of the populations reflect processes occurring in the Galaxy, including those associated with the nearest galactic environment. The study assumes a comprehensive study of various properties of populations and their physical relationships based on modern mass astrophysical (photometric and spectral) and astrometric data on stars, including variables, star clusters and other objects. In the coming years, one of the most important sources of data, in addition to existing ground-based and future "all-sky" photometric and spectral surveys, will remain the unique GAIA space telescope, which has already been used to obtain more than 1.4 billion stars as the most accurate astrometric data - trigonometric parallaxes, proper motions, as well as broadband photometry and spectroscopy data, including radial velocities. The objectives of this project are: Photometric and spectral monitoring of variable stars, supernovae, cepheids and lyrids at the KGO and KAS SAI MSU telescopes, at the Simeiz observatory of the CRAO RAS and at the SALT telescope (South Africa). Refinement of distance scales for objects used as astronomical "standard candles" - Cepheids, Lyrids, red giants, blue stars of the horizontal branch and other stars, Supernovas and star clusters themselves based on the most modern "all-sky" photometric, spectroscopic and astrometric catalogs, such as GAIA, PanSTARRS, AllWISE, IPHAS/VPHAS+2MASS, LAMOST, etc. The study of the physics and evolution of Cepheids and Lyrids, the search for evolutionary changes and, on this basis, a significant refinement of their evolutionary stages and luminosities. Investigation of the features of the kinematics of the populations of the galactic disk - thin and thick - and the halo based on high-precision data on the distances and spatial velocities of objects. Study of the structure of the Galaxy disk and deviations from axisymmetry (spiral pattern, bar and ring resonant structures) and simulation of disk dynamics. A detailed study of the population of open and globular star clusters, stellar associations and the determination of their physical characteristics, the study of the internal dynamics of these objects. Development and application of new methods and algorithms for data analysis - multidimensional automatic classification of various populations of objects, determination of the physical characteristics of stars. Study of the physical foundations of the dynamics of stellar systems, fractal properties of the stellar medium, relaxation processes in stellar systems and their dynamic evolution.

На основе окончательной версии каталога GAIA DR3 (предположительно выходящего в 2022-2023 г.) планируется провести работы по уточнению шкалы расстояний таких “стандартных свечей”, как цефеиды и лириды по тригонометрическим параллаксам, как ожидается, освобожденным от заметных систематических ошибок, а также с применением наиболее детально разработанного нами метода статистических параллаксов. Кроме того, планируется расширить применение нового предложенного нами метода определения физических параметров цефеид на основе мультифазных измерений эффективных температур. По анализу поля пространственных скоростей населений диска и гало будет детально изучена глобальная кинематика разных населений объектов и выявлены отклонения от простейших кинематических моделей, построены модели галактического спирального узора и/или резонансных кольцевых структур. Планируется построение моделей ряда Сверхновых звезд и их сравнение с результатами наблюдений. Будут проведены работы по уточнению классификации Сверхновых, включенных в каталог ZTF (Zwicki Transient Factory) и поиску новых типов переменных объектов. Результаты исследования экзопланет, в первую очередь, выведенные законы потемнения звезд к краю лимба, будут использованы для уточнения “факторов проекции”, используемых в рамках улучшенного метода Бааде-Беккера-Весселинка для определения физических параметров цефеид. Продолжающийся фотометрический мониторинг цефеид и лирид будет использован для анализа эволюционных изменений их периодов пульсаций и, в конечном счете, послужит перспективной основой уточнения эволюционных стадий цефеид и их светимостей. Данные о пространственном распределении близких звезд, выборка которых является практически полной (в пределах 100 пк), планируется использовать для определения фрактальных свойств звездного поля и оценки характерных динамических времен на основе разработанного нами ранее подхода.

Созданы списки исследуемых объектов – цефеид, лирид, голубых горячих звезд гало, ОВ-звезд, членов рассеянных и шаровых скоплений – отождествленных с каталогами GAIA DR2/EDR3 и другими массовыми фотометрическими, спектральными и астрометрическими обзорами. Разработан эффективный алгоритм вычисления максимально-правдоподобных оценок кинематических параметров диска и гало Галактики для поля пространственных скоростей, включающего целый ряд факторов (движение Солнца, дифференциальное вращение и возмущающее влияние спиральной волны плотности) на основе метода статистических параллаксов. Разработан новый варианты метода Бааде- Весселинка, опирающиеся на цветовые калибровки эффективной температуры и болометрической поправки и спектроскопические мультифазные измерения эффективных температур, позволяющий наиболее точно определить избытки цвета, радиусы и светимости радиально пульсирующих звезд (цефеид, лирид, мирид). Разработаны оригинальные методы анализа эволюционной изменяемости периодов пульсирующих переменных звезд (цефеид и лирид) и уточнения их эволюционных статусов по наблюдаемой скорости изменения периодов. Созданы эффективные самообучающиеся алгоритмы многомерной классификации Сверхновых и поиска ошибочно классифицированных объектов. На основе принципов многомерного кластерного анализа усовершенствованы методы поиска молодых звездных группировок. Детально разработан комплексный подход к выделению членов звездных скоплений и определению их физических параметров с применением трехцветных индексов и оценкой поглощение. На основе метода N тел (Nbody) разработаны методы расчета самосогласованной динамики диска галактики, населенного звездами и газовыми облаками. Получен ряд фундаментальных результатов, касающихся природы и роли иррегулярных сил, в том числе во фрактализованных системах. В рамках представленных направлений исследований за последние 5 лет коллективом опубликовано около 100 статей в рецензируемых журналах.