Академику Бисикало Дмитрию Валерьевичу - 65 лет!

Академик Бисикало Дмитрий Валерьевич

Дмитрий Валерьевич Бисикало родился 3 мая 1961 года в Иркутске.

В 1984 году окончил Московский физико-технический институт. Далее — в аспирантуре Астрономического совета АН СССР (в настоящее время — Институт астрономии РАН). В 2001-2016 гг. — заместитель директора по научной работе, в 2016-2021 гг. — директор Института астрономии РАН (ИНАСАН). В 2021-2022 гг. — и.о. главного ученого секретаря Президиума РАН. C 2022 года — заместитель научного руководителя - главный учёный секретарь Национального центра физики и математики (НЦФМ); Главный научный сотрудник ИНАСАН.

В 1988 году защитил кандидатскую диссертацию «Исследование внутренней комы кометы методами континуальной и молекулярной газодинамики», в 1998 году защитил докторскую диссертацию «Исследование газодинамики переноса вещества во взаимодействующих двойных системах», с 2010 года — профессор.

Член-корреспондент РАН c 2011 года, академик РАН c 2022 года — Отделение физических наук.

Академик Д.В. Бисикало — известный российский учёный, специалист в области астрономии, вычислительной астрофизики, исследовании экзопланет. Его научные интересы сконцентрированы на исследовании газодинамики течения вещества во взаимодействующих двойных звездах, в изучении аккреционных дисков, атмосфер планет Солнечной системы и экзопланет, в работах по развитию численных методов исследования астрофизических объектов методами молекулярной (на основе решения кинетического уравнения Больцмана) и континуальной (на основе решений уравнений Эйлера) динамики. Научные результаты, полученные Д.В. Бисикало и его соавторами, неоднократно отмечались в числе лучших российских астрономических достижений года, а также в качестве важнейших научных результатов в годовых отчетах РАН.

Основные научные результаты Д.В.Бисикало:

- развито принципиально новое направление в исследовании двойных звезд, объединяющее астрофизические наблюдения с газодинамическими и магнитогазодинамическими расчетами;

- создана самосогласованная модель обмена веществом в двойных звездах. Результаты трехмерного моделирования существенно изменили представления о протекающих в двойных звездах процессах, а их использование для интерпретации наблюдений позволило уточнить физическую модель взаимодействующих двойных звезд;

- исследована структура аккреционных дисков в двойных звездах. Открыто существование нового типа «прецессионной» волны плотности в дисках, что позволило предложить модель сверхвспышек, а также обосновать механизм формирования общей оболочки в тесных двойных звездах. В МГД расчетах определены свойства аккреционных дисков в зависимости от параметров магнитного поля звезды и изучен процесс генерации магнитного поля в дисках;

- разработана численная кинетическая модель взаимодействия потоков высокоэнергетичных частиц с атмосферами планет. Модель широко используется в ряде космических экспериментов (IMAGE, HST, MEX, VEX) для изучения атмосфер Земли, Венеры, Марса и Юпитера.

- предложен сценарий развития турбулентности в аккреционных дисках немагнитных двойных звёзд;

- открыта возможность существования несферической, протяженной, стационарной атмосферы у экзопланет типа «горячий Юпитер». Изучены свойства подобных газовых оболочек. Проверка этой гипотезы наблюдениями на космическом телескопе им. Хаббла подтвердила справедливость теоретически предсказанной модели;

- предсказано наличие электромагнитного излучения от сливающихся черных дыр, окруженных аккреционным диском. Установлено, что регистрируемые LIGO слияния черных дыр могут наблюдаться с помощью рентгеновской обсерватории XMM-Newton;

- предложен возможный биомаркер наличия жизни на экзопланетах и показана принципиальная возможность его наблюдения с помощью планируемой российской космической миссии «Спектр-УФ».

В последние годы научная деятельность Д.В. Бисикало сконцентрирована, в первую очередь, на исследовании физических и химических свойств атмосфер экзопланет. В настоящее время исследование экзопланет является одним из локомотивов, обеспечивающих развитие астрофизики. Открытие в середине 90-х годов экзопланет дало толчок для пересмотра старых и развития новых астрофизических теорий эволюции планетных систем. У транзитных экзопланет наблюдаются линии поглощения атмосфер во время прохождения через диск звезды и эмиссионные линии вне транзита, что позволяет исследовать структуру их атмосфер. Наблюдения в линиях транзитов горячих юпитеров показали наличие протяженных газовых оболочек. Наиболее вероятный механизм образования оболочек предполагает переполнение полости Роша планеты и истечение атмосферы через точки Лагранжа L1 и L2. Уже первые, сделанные Д.В. Бисикало в 2015 году, оценки показали, что до трети горячих юпитеров, у которых на тот момент были известны массы и радиусы, могут переполнять свои полости Роша. Имеющийся на настоящий момент массив наблюдательных данных подтверждает этот вывод, и, кроме того, дает экспериментальную основу для разработки детальных моделей оболочек и атмосфер горячих экзопланет. Так, в частности, Д.В. Бисикало с коллегами была предложена модель протяженных оболочек горячих юпитеров, объясняющая механизм их стабилизации звездным ветром.

На сегодняшний день исследования горячих экзопланет получили новый виток развития. Дело в том, что интерпретация транзитных поглощений в атмосферах горячих экзопланет может позволить оценить параметры космической погоды (потоки звездного ветра и жесткого излучения) у других звезд. Определение данных параметров для звезд солнечного типа является особенно актуальной задачей, так как позволит построить прогноз для экстремальных солнечных событий (корональных выбросов массы и супервспышек), которые могут повлиять на спутниковую и гражданскую инфраструктуру. Д.В. Бисикало с коллегами предложен метод определения параметров космической погоды по наблюдениям транзитных поглощений горячих экзопланет. Данный метод особенно эффективен для наблюдений в ультрафиолетовом диапазоне спектра и будет реализован после запуска российского космического телескопа «Спектр-УФ».

С запуском современных космических телескопов (например, телескопы им. Хаббла – HST, им. Джеймса Уэбба – JWST, планируемый российский «Спектр-УФ») появилась возможность получать детальные спектры атмосфер экзопланет земного типа (супер-земель, суб-нептунов) и исследовать их на предмет наличия молекул-биомаркеров. Чтобы делать выводы о потенциальной обитаемости на этих экзопланетах, необходимо их дальнейшее исследование не только в ИК спектральном диапазоне (как JWST), но и в ультрафиолетовом. В этом плане хорошие возможности появятся после запуска российского космического телескопа «Спектр-УФ» (2031 г.), который будет единственным крупным прибором для спектроскопии высокого разрешения в ультрафиолетовой области спектра в эпоху после телескопа Хаббла и до реализации телескопа следующего поколения. Задача поиска обитаемых миров является одной из наиболее приоритетных как в астрономии, так и в науке в целом. Для ее решения в ИНАСАН — головном научном Институте проекта «Спектр-УФ» под руководством Д.В. Бисикало проводится комплекс исследований динамики и устойчивости верхних N2-O2 доминантных атмосфер экзопланет земного типа с использованием разработанных ранее кинетической, химической и МГД-моделей. Это позволит уточнить научную программу «Спектр-УФ» по наблюдениям атмосферных биомаркеров.

Второе дело, которому в последние годы Д.В. Бисикало отдает все силы — создание по поручению Президента Российской Федерации в городе Саров Нижегородской области Национального центра физики и математики. Проект «Создание Национального центра физики и математики» сформирован в 2021 году как федеральный и является ​флагманским для создания в России новой научно-исследовательской инфраструктуры. Его основные цели:

- укрепление технологического суверенитета и обороноспособности страны;

- генерация принципиально новых знаний, развитие уникальных экспериментов для проверки теоретических концепций современной науки;

- воспитание новых научно-технологических лидеров;

- укрепление научного потенциала страны.

Ключевыми участниками реализации задач проекта выступают Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, госкорпорация «Росатом», Российская академия наук, Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Научно-исследовательский институт «Курчатовский институт», Объединённый институт ядерных исследований, Российский федеральный ядерный центр – Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики.

Образовательным ядром НЦФМ является созданный в 2021 году в рамках «быстрого старта» НЦФМ филиал МГУ им. М. В. Ломоносова в Сарове (МГУ Саров). На основе лучших мировых практик преподаватели МГУ им. М.В. Ломоносова и специалисты Госкорпорации «Росатом» разработали уникальные образовательные программы магистратуры и аспирантуры для подготовки высокопрофессиональных специалистов в перспективных областях физики, математики, информатики и суперкомпьютерных технологий. НЦФМ стал ведущей площадкой страны для развития талантливой молодежи в науке. Мероприятия центра, такие как научные школы и семинары, яркий научно-просветительский проект «Время науки», Всероссийская Конкурс-школа имени Игоря Тамма — вдохновляют студентов и молодых исследователей на генерацию новых научных идей, проведение дерзких экспериментов и разработку инновационных решений.

Научная программа НЦФМ (стартовала в 2021 году) сформирована Советом по развитию НЦФМ и включает решение приоритетных задач фундаментальной и прикладной науки по 11 перспективным направлениям. За пять лет работы НЦФМ стал центром притяжения для ученых и исследователей со всей страны. Научная кооперация включает более 70 академических и вузовских партнёров, объединяющих более 2000 ученых и исследователей. Плодотворное сотрудничество учёных в рамках научной кооперации НЦФМ позволяет достигать научных результатов мирового уровня, которые успешно внедряются в реальный сектор экономики России.

В ближайшее пятилетие в научной инфраструктуре НЦФМ появятся уникальные экспериментальные установки класса «мегасайенс»: 1) Многофункциональный ускорительный комплекс с источником комптоновского излучения. Его строительство началось в 2026 году и будет завершено к 2031 году; 2) Центр исследования экстремальных световых полей с первым в мире лазером экзаваттной мощности. Сейчас ведутся исследования реализуемости основных научно-технических решений; 3) Фотонная вычислительная машина с производительностью до 10²² операций в секунду. В 2025 году в НЦФМ был создан первый оптический со-процессор с производительностью 10¹⁷ операций в секунду и начались работы по его сопряжению с суперЭВМ.

Д.В. Бисикало — автор более 400 научных работ, из них 5 монографий и 4 монографических обзоров. Специалистам известны его труды, написанные индивидуально или в соавторстве: «Газодинамика тесных двойных звёзд», «Mass Transfer in Close Binary Stars», «Nonequilibrium processes in the planetary and cometary atmospheres: Theory and Applications», «Кинетическое моделирование разреженного газа в задачах аэрономии», «Nonequilibrium aeronomic processes. A kinetic approach to the mathematical modeling», «Газовые оболочки экзопланет — горячих юпитеров», «Природа аккреционных дисков тесных двойных звёзд: неустойчивость сверхотражения и развитая турбулентность», «Структура течения в тесных двойных звёздах с учётом магнитного поля», «Поиск биомаркеров с обсерваторией Спектр-УФ: молекула NO в атмосферах экзопланет у активных родительских звезд», «Возможные электромагнитные проявления сливающихся чёрных дыр» и др.

Помимо научной деятельности Д.В. Бисикало активно работает со студентами и аспирантами ИНАСАН, МФТИ и МГУ-Саров. Под его руководством защищены 12 кандидатских и докторских диссертаций. Ведет большую популяризаторскую деятельность – регулярно читает лекции в рамках проектов «Лекторий НЦФМ», «Время науки» и др.

Д.В. Бисикало — член Бюро Отделения физических наук РАН, заместитель председателя Научного совета ОФН РАН по астрономии, Главный редактор «Астрономического журнала» РАН, член редколлегии Журнал «Физмат» (НЦФМ), член Международного астрономического союза (основатель и президент в 2018-2021 гг. комиссии «Вычислительная астрофизика» МАС), член Европейского астрономического союза, председатель диссертационного совета ИНАСАН, регулярно участвует в работах организационных комитетов российских и международных конференций и др.

Награжден медалями ордена «За заслуги перед Отечеством» II и I степени. Лауреат премии им. А.А. Белопольского РАН — за цикл работ «Исследование тесных двойных звезд». Отмечен юбилейной медалью «300 лет Российской академии наук» и другими ведомственными наградами.