Академику Железнякову Владимиру Васильевичу - 90 лет!

Поздравление Железнякову Владимиру Васильевичу

В 1954 году окончил радиофизический факультет Горьковского государственного университета им. Н.И. Лобачевского по специальности «радиофизика и электроника», там же в 1957 году — аспирантуру. В 1957-1977 гг. — научный сотрудник, зав. отделом Научно-исследовательского радиофизического института (НИРФИ), г. Горький. Далее — в ИПФ РАН: 1977-2011 гг. — зав. отделом астрофизики и физики космической плазмы, с 2011 года по настоящее время — советник РАН в ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики Российской академии наук» (ИПФ РАН).

В 1968-2012 гг. — профессор Горьковского (Нижегородского) университета им. Н.И. Лобачевского.

Член-корреспондент АН СССР c 1987 года, академик РАН c 1997 года — Отделение физических наук.

Академик В.В. Железняков — российский физик и астрофизик, специалист в области астрофизики (генерация и распространение электромагнитных волн), физики космической плазмы и радиоастрономии, теоретической астрономии. Основополагающие работы В.В. Железнякова высоко оценены астрофизиками, радиоастрономами и специалистами по физике космической плазмы в России и за рубежом. Его работы являются настольными для астрофизиков, радиоастрономов и широко применяются другими специалистами, работающими в области физики плазмы, многие его предложения и подходы, которые были сформулированы ранее, используются и сейчас при определении новых направлений в этих областях. Ему принадлежит значительный вклад и в другие области науки, такие как электроника больших мощностей, классическая квантовая теория сверхизлучения, оптика жидких кристаллов, нелинейные процессы в намагниченном вакууме.

В 1959 году защитил кандидатскую диссертацию «Теория спорадического радиоизлучения Солнца и планет»; в 1964 году защитил докторскую диссертацию по монографии «Радиоизлучение Солнца и планет»; с 1968 года — профессор.

В. В. Железнякову принадлежат результаты в создании теории спорадического радиоизлучения Солнца, оптического и рентгеновского излучения пульсаров, в исследовании физических процессов в плазме на магнитных белых карликах и нейтронных звёздах. Ряд предложенных им направлений исследований остаётся актуальным для решения современных проблем генерации электромагнитных волн и их взаимодействия с плазмой различных астрофизических объектов, прежде всего в магнитосферах звёзд поздних спектральных классов, магнитных белых карликов и нейтронных звёзд.

В.В. Железняков выяснил ту решающую роль, которую циклотронный механизм излучения играет в образовании различных особенностей наблюдаемых спектров радиоизлучения Солнца и магнитных Ap-звезд, оптического излучения магнитных белых карликов и рентгеновского излучения пульсаров. Он в значительной мере инициировал исследования явлений депрессии циклотронного излучения электрона на гирочастоте в плотной плазме и неустойчивости неравновесной плазмы в условиях аномального эффекта Доплера, впервые проанализировал возможные области синхротронной неустойчивости в космической плазме, указал на существенное влияние релятивистской зависимости массы электрона от скорости на инкремент циклотронной неустойчивости в слаборелятивистской плазме. Последнее явление, в частности, оказалось ключевым в ряде задач вакуумной электроники и нашло применение при создании в Научно-исследовательском радиофизическом институте и Институте прикладной физики АН СССР мазеров на циклотронном резонансе. Обнаруженные В.В. Железняковым коллективные волновые эффекты, связанные с зависимостью гирочастоты электронов от величины их скорости, до сих пор широко используются при решении исследовательских и прикладных задач в электронике и физике космической плазмы. За цикл работ по циклотронному излучению в астрофизике В.В. Железняков в 1984 году был удостоен премии им. А.А. Белопольского АН СССР.

В.В. Железняковым решён ряд ключевых проблем распространения электромагнитных волн в космической плазме. Им развита теория линейного взаимодействия (трансформации) волн в плавнонеоднородных слабоанизотропных средах, включая плазму в намагниченном вакууме в окрестности нейтронных звезд. В частности, им дано количественное описание эффектов линейной трансформации мод магнитоактивной плазмы при распространении через области поперечного магнитного поля, неоднократно проверенное наблюдениями микроволнового излучения Солнца. Ему удалось решить проблему «предельной поляризации» при выходе излучения из магнитоактивной плазмы, а также установить новые типы линейного взаимодействия волн, например, в неоднородной плазме планетных магнитосфер и в нейтральных токовых слоях солнечной короны. Как следствие, в результате анализа наблюдаемых особенностей поляризации шумовых бурь им был сделан вывод о существовании токовых слоев в активных областях короны Солнца.

Именно на работах В.В. Железнякова и его сотрудников в существенной мере основаны ведущиеся в России и за рубежом наблюдения и разработка моделей формирования солнечного радиоизлучения. Оценивая ведущую роль его теоретических работ в солнечной радиоастрономии, достаточно отметить, например, обнаружение циклотронных линий в спектре солнечного радиоизлучения, предсказанных в этих работах. Естественным следствием указанного направления исследований стал анализ действия механизма циклотронного излучения в коронах магнитных Ap-звезд. Он показал, что микроволновое излучение последних может быть обнаружено современными средствами даже в случаях разреженной корональной плазмы, не дающей достаточное для наблюдений рентгеновское излучение.

Последние годы В.В. Железняков уделяет особое внимание исследованиям белых карликов и нейтронных звезд, обладающих сверхсильными магнитными полями. Так, вместе с сотрудниками В.В. Железняковым был предложен и апробирован эффективный метод выявления горячих плазменных корон одиночных белых карликов с мегагауссными магнитными полями. Существенным продвижением в теории радиопульсаров стало детальное развитие механизма двойного плазменного резонанса в нерелятивистской плазме применительно к объяснению тонкой структуры квазигармонических полос в динамическом спектре высокочастотных промежуточных импульсов пульсара в Крабовидной туманности. В.В. Железняков с сотрудниками построили модель источника излучения в виде неоднородного токового слоя плазмы с надтепловыми электронами и выяснили особенности распространения генерируемых им радиоволн в магнитосфере нейтронной звезды, показав, что предсказываемые спектрально-динамические характеристики излучения полностью воспроизводят данные наблюдений современных радиотелескопов в гигагерцовом диапазоне частот с субмикросекундным разрешением. Полвека тому назад подобный механизм двойного плазменного резонанса, при котором верхне-гибридная частота совпадает с одной из гармоник электронной гирочастоты, использовался ими для объяснения наблюдений зебра-структуры динамических спектров радиоизлучения Солнца, а потом — и радиоизлучения Юпитера.

Востребованным для интерпретации современных спутниковых данных является цикл работ В.В. Железнякова, в котором была предложена и развита модель источника рентгеновского излучения на нейтронной звезде (рентгеновском пульсаре), объясняющая формирование континуума и циклотронных линий излучения в плотной изотермической плазме полярного пятна на поверхности звезды. Как выяснилось, наблюдаемые линии в поглощении обязаны эффективному циклотронному рассеянию и формируются на фоне континуума, ослабленного вследствие томсоновского рассеяния излучения на свободных электронах. До сих пор актуальны и предшествующие исследования В.В. Железнякова, посвящённые особенностям распространения рентгеновского излучения и эффективности его циклотронного поглощения в сильных магнитных полях, когда поляризация волн определяется намагниченным вакуумом. Позднее В.В. Железняковым и его сотрудниками была развита теория переноса излучения на циклотронных гармониках в плазменных атмосферах нейтронных звёзд и белых карликов с сильным магнитным полем.

Среди глубоких теоретических работ В.В. Железнякова с сотрудниками выделяется ряд исследований по нелинейной электродинамике намагниченного вакуума и инвертированных двухуровневых систем. В частности, им указано на возможность существования ударных волн и солитонов в намагниченном вакууме, окружающем нейтронные звезды. Предсказано существование диссипативной неустойчивости поляритонных мод в инвертированных средах, выявлена тесная связь неустойчивости подобного типа с эффектом сверхизлучения Дике и предложена новая физическая интерпретация этого эффекта. Проведенные исследования позволили дать и изучить классическую аналогию указанного явления коллективного спонтанного излучения ― циклотронное сверхизлучение ансамбля движущихся электронов, что стимулировало теоретический анализ и привело к экспериментальному обнаружению сверхизлучательных режимов в вакуумной электронике и физике полупроводников.

Читал курсы лекций по астрофизике в качестве приглашенного профессора: США — Мэрилендский университет (1989); Япония — Нагойский университет (1990); Нидерланды — Утрехтский университет (1991); Бразилия — Институт космических исследований (1995); США — Годдардовский центр космических полетов (1999).

В.В. Железняков — руководитель ведущей научной школы «Взаимодействие электромагнитного излучения с астрофизической и космической плазмой»; получены гранты Президента РФ по государственной поддержке ведущих научных школ в 1997-2008, 2012-2013 гг.; подготовил более 10 кандидатов наук, большинство из которых стали докторами наук; четверо членов его научной школы (по проблемам взаимодействия электромагнитного излучения с астрофизической и геофизической плазмой) стали членами-корреспондентами РАН.

Является автором более 200 научных работ, сделал более 200 докладов на конференциях.

В 1963-2016 гг. — член редколлегии журнала «Известия вузов. Радиофизика» (переводная версия издается в США под названием Radiophysics and Quantum Electronics), в 1998-2016 гг. — главный редактор журнала «Известия вузов. Радиофизика». В 1977-1992 гг. избирался в состав редколлегии журнала «Solar Physics».

С 1990 года — член Бюро Отделения физических наук РАН, член бюро Астрономического совета и Совета «Солнце-Земля» РАН, член экспертных комиссий РАН по премиям им. А.А. Белопольского (с 1990 года) и И.С. Шкловского, медали им. Я.Б. Зельдовича, Член Президиума Нижегородского научного центра РАН (2009-2016).

Участвовал в работе Комиссии по госпремиям при президенте РФ (1992–2004) и Совета Российского фонда фундаментальных исследований (1992–1999).

Является членом Международного астрономического союза (1991), входит в состав Комиссии по радиоастрономии Международного астрономического союза, член Российского программного комитета международной обсерватории «Интеграл», один из основателей Европейского астрономического общества (1991), член многих других отечественных и международных советов и союзов.

Удостоен премии им. А.А. Белопольского РАН — за цикл работ «Циклотронное излучение в астрофизике», главной премии издательства МАИК Наука/Интерпериодика по физике (2006).

Ему вручены Гранты правительства РФ для выдающихся ученых (1994-2000), Грант Фонда РАН по поддержке отечественной науки в номинации «Выдающиеся ученые» (2006-2007).