Трохи історії

У 1975–1995 роках наукові інтереси співробітників відділу були зосереджені на проблемах отримання зображень високої роздільної здатності в наземних спостереженнях: спекл-інтерферометрії червоних гігантів і подвійних зір на 6-метровому телескопі БТА у 1977–1982 роках, а також відновленні довгоекспозиційних зображень слабких об’єктів за допомогою телескопів високогірної обсерваторії Майданак у 1981–1995 роках.

Починаючи з 1995 року основні зусилля співробітників спрямовані на дослідження явища гравітаційного лінзування. Саме тоді на 1.5-метровому телескопі АЗТ-22 обсерваторії Майданак було отримано перше успішне CCD-зображення гравітаційно-лінзованого квазара Q2237+0305 («Хрест Ейнштейна»).

У наступні роки спостереження гравітаційно-лінзованих квазарів були започатковані та активно підтримувалися проф. П. Бльохом і проф. А. Мінаковим (Інститут радіоастрономії НАН України), піонерами досліджень гравітаційного лінзування в колишньому СРСР. Їхня монографія «Gravitational lensing» стала першою книгою з цієї тематики, виданою російською мовою.

Напрями діяльності

Гравітаційне лінзування призводить до утворення множинних зображень далеких джерел, зокрема квазарів із великими червоними зміщеннями. Це явище виникає, коли достатньо масивний об’єкт — наприклад, галактика — розташовується поблизу променя зору між квазаром і спостерігачем.

Моніторинг змінності гравітаційно-лінзованих квазарів дає змогу:

• визначати сталу Габбла незалежно від проміжних шкал відстаней;
• досліджувати просторову структуру квазарів із мікросекундною кутовою роздільною здатністю;
• оцінювати маси компактних об’єктів у галактиках;
• виявляти темну матерію та досліджувати її просторовий розподіл.

Часові затримки та стала Габбла

Протягом останнього десятиліття співробітники відділу визначили часові затримки для кількох гравітаційно-лінзованих квазарів: Q2237+0305, SBS 0909+532, PG 1115+080, H1413+115, Q0957+561 та UM673. Для Q2237+0305 і SBS 0909+532 часові затримки були виміряні вперше.

• Koptelova, E.; Chen, W. P.; Chiueh, T.; et al. Time delay between images of the lensed quasar UM673 // Astronomy & Astrophysics, 2012.
• Vakulik, V. G.; Shulga, V. M.; Schild, R. E.; et al. Time delays in PG 1115+080: new estimates // MNRAS, 2009.
• Ullán, A.; Goicoechea, L. J.; Zheleznyak, A. P.; et al. Time delay of SBS 0909+532 // Astronomy & Astrophysics, 2006.
• Vakulik, V.; Schild, R.; Dudinov, V.; et al. Observational determination of the time delays in gravitational lens system Q2237+0305 // Astron. & Astrophys., 2006.

Мікролінзування та структура квазарів

Аналіз змінності компонентів гравітаційно-лінзованих квазарів дає важливу інформацію про властивості джерела та лінзи. Для системи Q2237+0305 було оцінено типові маси мікролінз і характерний розмір центральної області квазара.

• Vakulik, V. G.; Dudinov, V. N.; Zheleznyak, A. P.; et al. VRI photometry of the Einstein Cross Q2237+0305 at Maidanak observatory // Astron.Nachr., 1997.
• V.Vakulik, R.Schild, V.Dudinov, et al. Color Effects Associated with the 1999 Microlensing Brightness Peaks in Gravitationally Lensed Quasar Q2237+0305 // Astron. & Astrophys., 2004.
• Vakulik, V. G.; Schild, R. E.; Smirnov, G. V.; et al. Q2237+0305 source structure and dimensions from light-curve simulation // MNRAS, 2007.

Гравітаційне лінзування і темна матерія

Гравітаційне лінзування є одним із найефективніших інструментів для дослідження темної матерії у Всесвіті. Аналіз часових затримок, мікролінзування та аномалій потоків у системах лінзованих квазарів дозволяє досліджувати розподіл темної матерії в галактиках.

• Minakov A.A., Schild R.E., Vakulik V.G., Smirnov G.V., Tsvetkova V.S. Microlensing events in gravitationally lensed quasar Q2237+0305: stars or dark matter // Problems of Practical Cosmology, 2008.
• Tsvetkova, V. S.; Vakulik, V. G.; Shulga, V. M.; et al. PG1115+080: variations of the A2/A1 flux ratio and new values of the time delays // MNRAS, 2010.
• Цветкова В.С., Шульга В.М., Вакулик В.Г. и др. Поиск темной материи с использованием явления сильного гравитационного линзирования // Кинемат. и физ. неб. тел., 2009.

Інші напрями досліджень

Серед інших напрямів досліджень варто відзначити моделювання тороїдальних структур як можливих елементів просторової структури квазарів, а також теоретичні дослідження гравітаційного лінзування та мікролінзування.

• Bannikova, E. Yu.; Vakulik, V. G.; Sergeev, A. V. N-body simulation of a clumpy torus: application to active galactic nuclei // MNRAS, 2012.
• Bannikova, E. Yu.; Vakulik, V. G.; Shulga, V. M. Gravitational potential of a homogeneous circular torus: a new approach // MNRAS, 2011.
• А.А.Минаков, В.Г.Вакулик. Статистический анализ гравитационного микрозинзирования. Наукова думка, Киев, 2010.