Eugene Vasiliev

PhD, researcher at the Tamm Theory Department of Lebedev Physical Institute
Phone: +7(499)132-6172; email: eugvas@lpi.ru

Scientific interests: Gravitational dynamics of stellar systems, dark matter halo structure and evolution, supermassive black holes

PhD thesis: «Dynamics of dark matter in galactic centers» (in Russian). The abstract:

The evolution of dark matter in central areas of galaxies is considered (Milky Way is taken as an example). The formation of a galaxy leads to the compression of dark matter halo due to baryonic infall. Traditional method of calculating the compression (Blumenthal method) is shown to overestimate the dark matter density, especially for more flat initial halo density profiles and for radially anisotropic particle velocities. Subsequent evolution is driven by scattering off of dark matter particles on bulge stars and their absorption by the supermassive black hole. It is described by diffusion equation in energy - angular momentum phase space. The diffusion coefficients are calculated, as well as the absoroption and evaporation rate of particles. It is shown that by now the density of dark matter inside central parsec is greatly diminished: approximately 10% of initial dark matter mass is captured by black hole, about a half is evaporated. The annihilation of particles may explain observed gamma-ray flux from Galactic center

Its results are mainly presented in the following papers:

• E.Vasiliev, M.Zelnikov "Dark matter dynamics in the galactic center" (Phys.Rev.D 2008)

• E.Vasiliev "Dark matter annihilation near a black hole: Plateau versus weak cusp" (Phys.Rev.D 2007)

• E.Vasiliev "A simple analytical model for dark matter halo structure and adiabatic contraction" (JETP 2006)

• +Poster (conf: Dynamics of Galaxies, August 2008, Saint-Petersburg)

The structure of orbits in triaxial nuclear star clusters containing black holes is explored in the paper

• D.Merritt, E.Vasiliev "Orbits Around Black Holes in Triaxial Nuclei" (ApJ 2011)

• +Poster (conf: Dynamics and evolution of disc galaxies, June 2010, Moscow/Pushchino) [photos]

At the moment I'm working on Schwarzschild modelling of triaxial stellar systems, possibly containing supermassive black holes. Main points of interest are regular and chaotic dynamics of these systems, evolution induced by chaotic orbits, and black hole feeding rates.

I'm developing a software tool for Schwarzschild modelling – SMILE.

• E.Vasiliev "A new code for orbital analysis and Schwarzschild modelling and its application to triaxial Dehnen models" (2011)

• E.Vasiliev, E.Athanassoula "Chaotic mixing and the secular evolution of triaxial cuspy galaxy models built with Schwarzschild's method" (MNRAS 2012)

• +Poster (conf: Assembling the puzzle of Milky Way, April 2011, France) [photos]

Евгений А. Васильев

к.ф.-м.н., научный сотрудник Отделения теоретической физики ФИАН
Тел.: +7(499)132-6172; email: eugvas@lpi.ru

Научные интересы: Гравитационная динамика звёздных систем, структура и эволюция гало тёмной материи, сверхмассивные чёрные дыры

Диссертация: «Динамика тёмной материи в центрах галактик»:

Рассмотрена задача об эволюции тёмной материи в центральных областях галактик (на примере Млечного Пути). В процессе образования галактики гало тёмной материи испытывает сжатие, вызванное концентрацией обычного (барионного) вещества в центре галактики. Показано, что традиционный способ расчёта сжатия (метод Блюменталя) переоценивает степень сжатия, особенно для пологого начального профиля плотности гало и радиальной анизотропии скоростей частиц тёмной материи. Дальнейшая эволюция определяется гравитационным рассеянием частиц на звёздах ядра галактики (балджа) и поглощением их сверхмассивной чёрной дырой в центре балджа. Она описывается уравнением диффузии в пространстве энергии и углового момента. Вычислены коэффициенты диффузии, темп поглощения частиц чёрной дырой и их нагрева звёздами. Показано, что к настоящему моменту плотность частиц в пределах центрального парсека существенно уменьшается: около 10% массы поглощается чёрной дырой, примерно половина - испаряется. Аннигиляция частиц может объяснить наблюдаемый поток гамма-излучения из центра Галактики

Автореферат (pdf, 336 kb); диссертация (pdf, 1322 kb).

Основные результаты изложены в работах:

• E.Vasiliev, M.Zelnikov "Dark matter dynamics in the galactic center"

• E.Vasiliev "Dark matter annihilation near a black hole: Plateau versus weak cusp"

• E.Vasiliev "A simple analytical model for dark matter halo structure and adiabatic contraction"

• +Постер (конф: Dynamics of Galaxies, август 2008, Санкт-Петербург)

Структура орбит в трёхосных ядрах галактик, содержащих чёрные дыры, исследуется в работе

• D.Merritt, E.Vasiliev "Orbits Around Black Holes in Triaxial Nuclei"

• +Постер (конф: Dynamics and evolution of disc galaxies, июнь 2010, Москва/Пущино) [фотографии]

В настоящее время я работаю над Шварцшильдовским моделированием трёхосных звёздных систем, содержащих чёрные дыры. Основные темы изучения – регулярная и хаотическая динамика таких систем, эволюция под влиянием хаотических орбит, темпы захвата звёзд чёрной дырой.

Я разрабатываю программу для моделирования звёздных систем методом Шварцшильда – SMILE.

Более подробно о недавних научных результатах можно прочитать здесь.