Николай Николаевич Горька́вый () — советский и российский учёный-, писатель, доктор физико-математических наук (1991). Лауреат Государственной премии СССР (1989).
Директор и старший научный сотрудник частного Гринвичского научно-технологического института (Greenwich Institute for Science and Technology, GIST) в штате Виргиния, США. Профессор Челябинского государственного университетаГорькавый Николай Николаевич, csu.ru, официальный сайт университета..
Биография В 1976 году окончил школу № 92 в Челябинске. Занимался в двух секциях Челябинского НОУ (научного общества учащихся): в секции химии (руководитель Ю. Г. Цитцер) и в секции теоретической физики (руководитель — профессор М. С. Свирский). Участвовал в трёх сборах НОУ «Курчатовец» в 1975—1976 годах.
В 1976 году поступил на физический факультет Челябинского государственного университета, а в 1981 году закончил его.
В 1981—1986 годах учился в аспирантуре в Москве, в Институте астрономии РАН (с перерывом на службу в армии с весны 1982 по осень 1983). Защитил кандидатскую диссертацию по физике планетных колец в 1986 году.
В 1986—1998 годах работал в Крыму, в Симеизской обсерватории. В 1990 году в ГАИШ МГУ (ныне — Государственный астрономический институт имени П. К. Штернберга) защитил диссертацию доктора физико-математических наук (степень утверждена ВАК в 1991 году).
В 1998 году, получив за работы по зодиакальной пыли премию и приглашение Национальной академии наук США, начал работать в НАСА, в Центре космических полетов им. Годдарда, под руководством Джона Мазера. С 2011 года — в группе спутника «Суоми» (НАСА/НОАА).
Автор свыше ста научных работ и монографии по физике планетных колец.
Основные научные интересы и достижения
Физика планетных колец и их резонансное взаимодействие со спутниками (1981—1999) Главные результаты (в основном, в соавторстве с А. М. Фридманом):
развита теория происхождения планетных колец, основанная на механизме разрушения рыхлых частиц при взаимных столкновениях в дифференциально-вращающемся диске; построена система гидродинамических уравнений для гравитирующих колец из неупругих частиц; изучена стабильность колец Сатурна и открыты несколько новых неустойчивостей, в том числе, аккреционная неустойчивость, отвечающая за крупномасштабное расслоение колец Сатурна, а также эллипс-неустойчивость, вызывающая эксцентриситет у тонких колец Урана и Сатурна; выдвинута модель арок Нептуна, согласно которой они представляют собой прозрачное кольцо с нанизанными отдельными сгущениями-эпитонами. В каждом эпитоне частицы движутся по эпициклическим орбитам; предложена модель резонансного происхождения тонких колец Урана. На её основе предсказано положение 6 неоткрытых спутников Урана, дающих по два резонанса на зону колец. Это предсказание подтвердила АМС «Вояджер-2», через полгода открывшая 10 новых спутников Урана.
Эти работы составили первую в мире теоретическую монографию по современной теории планетных колецГорькавый Н.Н, Фридман А. М. «Физика планетных колец. Небесная механика сплошной среды», Наука, М. 1994, 348 с., которая впоследствии была переведена на английскийFridman, A.M. and Gorkavyi, N.N. Physics of Planetary Rings. Celestial Mechanics of a Continuous Media. Springer-Verlag, 1999, 436 p.. Работы Горькавого—Фридмана о резонансной структуре колец Урана и предсказании его неоткрытых спутников высоко оценили академики В. А. Амбарцумян, В. И. Арнольд, Я. Б. Зельдович, Б. Б. Кадомцев, М. Я. Маров, А. М. Обухов и многие другие выдающиеся учёные. Академик В. И. Арнольд: Несколько лет назад при наблюдении с самолёта покрытия звезды Ураном случайно были обнаружены его кольца. Анализ их резонансной структуры позволил астрономам Н. Н. Горькавому и А. М. Фридману предсказать целую серию спутников Урана. Через полгода при пролёте «Вояджера-2» вблизи Урана 24 января 1986 г. все эти спутники были обнаружены на предсказанных расстояниях от Урана — ещё один триумф теории тяготения Ньютона. Предсказание орбит спутников Урана — выдающееся открытие, опередившее мировой уровень знаний в этой области, и наша наука может им по праву гордиться. Нобелевский лауреат, академик В. Л. Гинзбург: Это, по-видимому, второй случай в истории астрономии предсказания орбит новых небесных тел на основании теоретических расчётов (после происшедшего 140 лет назад вычисления Леверье и Адамсом орбиты неизвестной планеты, открытой затем в 1846 году Галле и названной Нептуном). Академик Я. Б. Зельдович: Такого рода предсказания и их подтверждения встречаются в астрономии весьма редко и заслуживают самой высокой оценки. Государственная премия СССР 1989 года в области науки и техники была присуждена «Горькавому Николаю Николаевичу, кандидату физико-математических наук, научному сотруднику Симеизской научной базы астрономического совета Академии наук СССР, Фридману Алексею Максимовичу, доктору физико-математических наук, заведующему отделом того же астрономического совета, — за предсказание системы новых спутников Урана на основе созданной теории коллективных и столкновительных процессов в кольцах планет». Указ о присуждении премии был подписан М. С. Горбачёвым и Н. И. Рыжковым.
Происхождение нерегулярных спутников планет-гигантов (1993—1995)
В 1993—1995 годах Н. Н. Горькавым и Т. А. Тайдаковой была разработана численная модель для анализа захвата пролетающих астероидов возле планеты-гиганта. Модель была применена к системам трёх планет-гигантов: Юпитера, Сатурна и Нептуна. Неожиданно выяснилось, что обратные спутники не просто охотнее захватываются, чем прямые — они при захвате попадают во вполне определённые зоны, определяемые различной геометрией траекторий налетающих астероидов. И именно в этих зонах и располагаются реальные обратные спутники. Таким образом, расположение внешних спутников, которое долгое время считалось иррегулярным, оказалась подчиняющимся определённым закономерностям. В модели получило объяснение существование внешних юпитерианских спутников, включая обратную группу Пасифе, образование обратной Фебы у Сатурна и большого обратного Тритона у Нептуна.
Из модели для Сатурна был сделан вывод, что на расстояниях примерно в два раза больших, чем радиус орбиты обратной Фебы (13 млн км), самого внешнего спутника Сатурна, известного в начале 1990-х годов, существует ещё неоткрытая группа внешних обратных спутников — аналога юпитерианской внешней группы Пасифе. Предсказание о существовании самой внешней группы обратных спутников Сатурна подтвердилось спустя несколько лет: в 2000—2007 годах на расстояниях в 18—24 миллиона километров было открыто 25 обратных спутников Сатурна. Зона между обратной Фебой и обратной внешней группой, а также между Фебой и Япетом занята преимущественно спутниками с прямыми орбитами — в хорошем соответствии с моделью Горькавого — Тайдаковой.
В 2001 году Горькавый и Тайдакова сделали из своих расчётов 1995 года дополнительное предсказаниеGorkavyi, N.N., Taidakova, T.A. Discovered Saturnian and undiscovered Neptunian retrograde satellites. Bulletin of the American Astronomical Society, 2001, Vol. 33, p.1403 о том, что самый внешний в то время спутник Нептуна Нереида является крупнейшим представителем прямых спутников в группе внешних спутников, которая будет состоять из смеси спутников с разным направлением обращения при доминировании числа обратных. В 2002—2003 годах за орбитой Нереиды было открыто 2 прямых и 3 обратных спутника Нептуна.
Зодиакальное облако (1994—2000) Спутник «COBE» в начале 1990-х с рекордной точностью измерил как реликтовое излучение (за открытие неоднородностей которого Джон Мазер и Джордж Смут получили Нобелевскую премию по физике 2006 года), так и засветку неба из-за зодиакальной пыли, которая серьёзно мешала тонким наблюдениям. Для создания преемника «Хаббла», космического супертелескопа имени Уэбба, потребовалось определить, насколько интенсивно свечение зодиакальной пыли в других точках Солнечной системы, например, в поясе астероидов — в одном из возможных мест размещения будущего телескопа.
В середине 1990-х годов Николай Горькавый, по предложению Джона Мазера, взялся за построение физической трёхмерной модели межпланетного пылевого облака (на основе данных спутника «COBE», полученных для точки Земли), с помощью которой можно было рассчитать зодиакальную засветку в любой точке Солнечной системы.
Эта работа в 1998 году была удостоена премии Американской академии наук. Её результаты были опубликованы в ведущих американских научных журналахGorkavyi, N.N., Ozernoy, L.M., & Mather, J.C. A New Approach to Dynamical Evolution of Interplanetary Dust due to Gravitational Scattering. 1997, ApJ 474, N.1, p.496-502Gorkavyi, N.N., Ozernoy, L.M., Mather, J.C. & Taidakova, T.A. Quasi-Stationary States of Dust Flows Under Poynting-Robertson Drag: New Analytical And Numerical Solutions. 1997, ApJ 488, p.268-276.Gorkavyi, N.N., Ozernoy, L.M., Mather, J.C. & Taidakova, T. 2000, The NGST and the zodiacal light in the Solar system. In: NGST Science and Technology Exposition. Eds. E.P. Smith & K.S. Long, ASP Series, v.207, pp.462-467.. Модель позволила рассчитать карты засветки неба в любой точке Солнечной системы.
Экзопланеты Звезда Бета Живописца (β Pictoris) известна своим пылевым диском, видным с ребра, а также тем, что на звезду падают настоящие ливни из комет, которые испаряясь, кратковременно изменяют спектр звезды. Интенсивность этих загадочных кометных ливней сильно варьируется в течение нескольких месяцев.
На гавайской и парижской конференциях (1993 и 1994) Н. Н. Горькавый и Т. А. Тайдакова выдвинули модель, по которой возле Беты Живописца существуют две массивные планеты, похожие по массам и расположению на Юпитер и Сатурн в Солнечной системеGorkavyi, N.N., Taidakova, T.A. Beta Pictoris and Numerical Study of the Giant Planets Hypothesis. Proc. of the 10th IAP Astrophys. Meeting «Circumstellar Dust Disks and Planet Formation», Paris, July 4-8, 1994. Ed. R.Ferlet, A.Vidal-Madjar, Editions Frontieres, Gif sur Yvette Cedex — France, 1995, pp.99-104.. Численный расчёт показывал, что эти две планеты способны сбрасывать на звезду большое количество комет, причем интенсивность этих ливней будет варьироваться именно так, как наблюдается.
В 2000 году Николай Горькавый вместе с Джоном Мазером и другими соавторами применил модель зодиакального свечения к дискам возле Веги и Эпсилон Эридана и показал, что резонансное взаимодействие планет с кометно-пылевым диском может приводить к резонансным асимметричным пылевым узорам в диске, заметным с большого расстояния. Это дает новый метод открытия планет возле других звёзд. В статьеOzernoy, L.M., Gorkavyi, N.N., Mather, J.C. & Taidakova, T. 2000, Signatures of Exo-solar Planets in Dust Debris Disks, ApJ, 537:L147-L151, 2000 July 10. предсказано существование массивной внешней планеты на радиусе > 60 а. е. возле Веги и небольшой внешней планеты возле Эпсилона Эридана. Этой работе были посвящены специальные пресс-релизы NASA и IAU (Международного астрономического союза).
В 2000 году, по предложению Салли Хип, проводившей наблюдения на телескопе имени Хаббла, Горькавый промоделировал изгиб диска возле Беты Живописца — и показал, что он легко объясняется наличием небольшой (в 10 масс Земли) планеты, расположенной на расстоянии в 70 астрономических единиц (расстояний Земли от Солнца) и имеющей наклонение орбиты в 2,5 градусаGorkavyi, N.N., Heap S.R., Ozernoy, L.M., Taidakova, T.A., and Mather, J.C. Indicator of Exo-Solar Planet(s) in the Circumstellar Disk Around Beta Pictoris. In: Planetary Systems in the Universe: Observation, Formation, and Evolution. Eds. A.J. Penny, P. Artymowicz, and S.S. Russell. Proc. IAU Symp. No. 202, 2002, ASP Conference Series, pp.331-334.. В настоящее время возле Беты Живописца открыта целая планетная система. Достаточно точно определён радиус орбиты только одной планеты, аналога Сатурна, расположенного на расстоянии около 10 астрономических единиц.