Цель гранта и актуальность темы
Целью проекта является исследование эволюции материи компактных звездных объектов, таких как нейтронные звезды, белые карлики, плерионы, и постзвёздных туманностей. В частности, моделирование процессов, провоцирующих быстрое охлаждение компактных звезд и генерацию ими излучения высоких энергий, и расчеты каскадов реакций с ядрами и ядерными кластерами в условиях экстремального состояния вещества.
Одним из приоритетных направлений в исследованиях в области ядерной физики и ядерной астрофизики, является изучение компактных звездных объектов, таких как белые карлики, нейтронные звезды, плерионы, а также постзвездных туманностей. Подобные звездные образования встречаются во Вселенной довольно часто и представляют особую важность для изучения термоядерных процессов и эволюции звездной материи в широком ряде астрофизических явлений. Теоретический анализ элементного состава этих звезд, изучение механизмов излучения и выброса вещества от этих объектов проливает свет на распространенность во Вселенной определенных химических элементов, например лития, изотопов Na22 и Al26. Кроме того высокоэнергичное излучение от этих объектов способно проходить огромные расстояния и достигать Земли, что дает возможность исследовать свойства межзвездной материи. Особый интерес представляет и изучение поведения материи в экстремальных условиях и при околоядерных плотностях.
Помимо фундаментальной научной ценности, изучение эволюции подобных звездных образований, процессов их горения и остывания, крайне интересно еще и тем, что на сегодняшний день астрофизиками обнаруживается все большее количество экзопланет и планетных систем вокруг компактных звезд, таких как белые карлики. Некоторые из обнаруженных экзопланет являются планетами земного типа и даже находятся в обитаемой зоне, что делает изучение условий, в которых они существуют, крайне интригующими с точки зрения обнаружения внеземной жизни или возможной колонизации подобных планет в будущем.
Важными для изучения являются не только эволюционные процессы, поддерживающие горение звезд, но и процессы усиления или небольшого ослабления ядерных реакций, которые могут инициировать выброс мощных потоков вещества в космическое пространство.
Теоретические исследования и анализ звездных ядерных реакций тесно связаны с изучением свойств ядер и ядерных кластеров. В предшествующих исследованиях, участниками нашей группы было обнаружено, что в условиях околоядерных плотностей, характерных для оболочек нейтронных звезд, четно-четные ядра участвуют в длинных цепочках ядерных превращений, в то время как канал реакций для нечетных ядер остается закрытым. Таким образом мы можем дать характеристику элементному составу звезды в определенных слоях, а также прогнозировать характер излучений.
Ожидаемые результаты
февраль 2021- июнь 2021
Определение и описание ключевых характеристик компактных звездных объектов.
- Будет создан классификатор компактных звездных объектов по ключевым характеристикам.
июль 2021- декабрь 2021
Анализ основных и возбужденных состояний атомных ядер и ядерных кластеров в условиях экстремального состояния веществ
- Будет создан атлас основных и возбужденных состояний атомных ядер и ядерных кластеров в условиях экстремального состояния вещества. Будет опубликована 1 (одна) статья в рецензируемом зарубежном и (или) отечественном издании с ненулевым импакт-фактором (рекомендованном ККСОН).
июль 2021- сентябрь 2021
Анализ основных и возбужденных состояний атомных ядер и ядерных кластеров в оболочках нейтронных звезд.
- Атлас основных и возбужденных состояний атомных ядер и ядерных кластеров в оболочках нейтронных звезд.
октябрь 2021 - декабрь 2021
Анализ основных и возбужденных состояний атомных ядер и ядерных кластеров в условиях вырожденного газа белых карликов.
- Атлас основных и возбужденных состояний атомных ядер и ядерных кластеров в условиях вырожденного газа белых карликов.
январь 2022 - июнь 2022
Расчет резонансных состояний ядер и ядерных кластеров в алгебраической версии метода резонирующих групп в экстремальных состояниях вещества.
- База по резонансным состояниям ядер и ядерных кластеров в экстремальных состояниях вещества. Будет опубликована 1 (одна) статья с импакт-фактором, индексируемых в базах данных Web of Science, входящих в 1 (первый), 2 (второй) и (или) 3 (третий) квартили в базе Web of Science и (или) имеющих процентиль по Cite Score в базе Scopus не менее 50 (пятидесяти).
июль 2022 - июнь 2023
Моделирование процессов охлаждения компактных звездных объектов и генерации космических лучей высоких энергий.
- Tеоретическая модель процессов охлаждения компактных звездных объектов и генерации космических лучей высоких энергий.
июль 2022 - декабрь 2022
Моделирование процессов охлаждения нейтронных звезд и плерионов.
- Теоретическая модель охлаждения нейтронных звезд и плерионов.
январь 2023 - июнь 2023
Моделирование процессов охлаждения белых карликов.
- Теоретическая модель охлаждения белых карликов. Будет опубликована 1 (одна) статья с импакт-фактором, индексируемых в базах данных Web of Science, входящих в 1 (первый), 2 (второй) и (или) 3 (третий) квартили в базе Web of Science и (или) имеющих процентиль по Cite Score в базе Scopus не менее 50 (пятидесяти).
июль 2023 - декабрь 2023
Анализ и сопоставление существующих экспериментальных и теоретических данных по компактным звездным объектам с результатами расчетов.
- Сравнительная таблица теоретических и наблюдательных данных. Будет опубликована 1 (одна) статья с импакт-фактором, индексируемых в базах данных Web of Science, входящих в 1 (первый), 2 (второй) и (или) 3 (третий) квартили в базе Web of Science и (или) имеющих процентиль по Cite Score в базе Scopus не менее 50 (пятидесяти) и 1 (одна) монография.
Достигнутые результаты
Июнь 2021 — создан классификатор компактных звездных объектов по ключевым характеристикам;
Сентябрь 2021 — сформирован атлас основных и возбужденных состояний атомных ядер и ядерных кластеров в оболочках нейтронных звезд для ядер литиевой группы.
Публикации
Информация для потенциальных пользователей
Результаты проекта могут быть востребованы студентами естественнонаучных специальностей, учеными и специалистами в области ядерной физики, ядерной астрофизики, физики высоких энергий и физики элементарных частиц.