GORUCE TEME

1
GORUCE TEME U ASTROFIZICI
Bojan Arbutina Katedra za astronomiju
Matematickog fakulteta Univerziteta u
Beogradu arbo_at_math.rs
2

• nerešeni problemi u astrofizici
• gama bljeskovi, asimetricne supernove,
  gravitacioni kolaps, maksimalna masa neutronske
  zvezde (Openhajmer-Volkovljeva granica)...
• poreklo rotacije nebeskih tela, poreklo
  inercije...
• ...gurnuti krupne konceptualne probleme pod
  tepih i nastaviti sa racunanjem!
• problem Suncevih neutrina
• Seiffert et al. Interpretation of the
  Extragalactic Radio Background (arXiv
  0901.0559v1)
• 5 odabranih!

3
(No Transcript)
4
Supernove Ia
5

• SN Ia nemaju linije H (Si II, l 615.0 nm),
  standardne svece, M -19
• SN 1006, Tiho Brahe, Kepler
• termonuklearna eksplozija belog patuljak U TDS
  (1D)

• sudar (DD od eng. Double Degenerate)?

6

• projekat SPY (ESO Supernovae Ia Progenitors
  surveY (Ralph Napiwotzki et al. 2001, 2003 Gijs
  Nelemans et al. 2005)
• Nearby Supernova Factory (Richard Scalzo et al.
  2010, arXiv 1003.2217v3) SN 2007if

• Marat Gilfanov Akos Bogdan, 2010, Nature, 463,
  924 An upper limit on the contribution of
  accreting white dwarfs to the type Ia supernova
  rate
• 1D lt5 u galaksijama ranog spektralnog tipa!

7
(No Transcript)
8
Kosmicko zracenje visokih energija
vrlo
9

• kosmicko zracenje - otkrio Victor Hess 1912,
  kada je primetio da se elektroskop u balonu
  mnogo brže razelektriše nego na Zemlji. Ovu
  pojavu je pripisao nepoznatom kosmickom
  zracenju. Za ovo otkrice dobio je Nobelovu
  nagradu 1936.
• Suncevo zracenje, galakticko (ostaci
  supernovih udarni talasi, amplifikacija
  magnetnog polja, ubrzanje cestica, sinhrotronsko
  zracenje)
• kosmicko zracenje visokih energija
  vangalakticko?

10

• Oh-My-God particle (aluzija na God
  particle), E1020 eV
• GZK-granica (GreisenZatsepinKuzmin)
  interakcija sa mikrotalasnim pozadinskim
  zracenjem (Cosmic Microwave Background, CMBR), d
  lt 50 Mpc
• Zevatroni (Zev)
• AGN, raspad tamne materije?

SI prefiksi
faktor ime  simbol
1024 yotta Y
1021 zetta Z
1018 exa E
1015 peta P
1012 tera T
109 giga G
106 mega M
103 kilo k
102 hecto h
101 deka da
faktor ime  simbol
10-1 deci d
10-2 centi c
10-3 milli m
10-6 micro µ
10-9 nano n
10-12 pico p
10-15 femto f
10-18 atto a
10-21 zepto z
10-24 yocto y
11

• Flys Eye
• Akeno Giant Air Shower Array (Agasa) 11
  dogadaja za 10 god.
• High Resolution Fly's Eye Experiment (HiRes)
• Pierre Auger Observatory korelacija sa AGN

• Fermi Gamma-ray Space Telescope (lansiran 11.
  juna 2008. godine)

12
(No Transcript)
13
Gravitacioni talasi
Gravitacioni talasi
14

• Opšta teorija relativnosti analogno slucaju
  ubrzanih naelektrisanih tela koja emituju
  elektromagnetne
• talase, ubrzana masivna tela emituju gravitacione
  talase
• dvojni pulsar PSR B191316 otkrili Russell
  Hulse Joseph Taylor, Jr. 1974 godine. Za ovo
  otkrice dobili su i Nobelovu nagradu 1993.

15

• direktna detekcija (Joseph Weber 1970-tih?)

• amplituda

• frekvencija 2x orbitalna frekvencija

• masa cvrkuta (eng. chirp)

• nekoliko projekata je u toku LIGO (Laser
  Interferometer Gravitational-wave Observatory),
  GEO600, TAMA300 i VIRGO, ili u pripremi (LIGO2,
  LISA Laser Interferometer Space Antenna).

• dvojne neutronske zvezde (gama bljeskovi), crne
  rupe (1 kHz)?

16
LIGO
Virgo
LISA
(planirana za 2018, Lisa Pathfinder - jun 2011.
god)
17
Rejonizacija
18

• Veliki prasak (Big Bang), pre oko 13.7 milijardi
  godina!
• Plankova era
• prva tri minuta
• primordijalna nukleo-sinteza
• rekombinacija 380 000 god. (z 1100) - CMBR
• Mracni srednji vek (Dark Ages)
• Renesansa, formiranje strukture, prve zvezde,
  prve galaksije
• rejonizacija!

19

• Kada se odigrala?
• QSO Ly-a šuma, Gunn-Petersonov efekat kraj
  rejonizacije
• Sloan Digital Sky Survey (SDSS) z6
• Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP)
  anizotropije CMBR (sekundarne, nakon
  rekombinacije, usled rasejanja na slob. e-)
  11ltzlt30 (korekcija 7ltzlt11)
• HI, l21 cm (LOFAR, SKA)
• Šta su izvori?
• AGN, QSO, kakva je funkcija raspodele, da li ih
  ima dovoljno?
• prve zvezde (Pop III, super-masivne,
  super-luminozne), hipernove (ili pair instability
  SN)?

20
(No Transcript)
21
Tamna materija i tamna energija
22

• deo istog problema?
• tamna materija (dark matter) prvi dokazi
  rotacione krive spiralnih galaksija
• nagovestio Fritz Zwicky 1934. (nedostajuca
  masa u jatima galaksija), najzaslužnija za
  otkrice Vera Rubin (1970-tih)
• vrela, topla ili hladna (HDM, WDM, CDM)
• neutrini, MACHO, crne rupe, braon patuljci
• nebarionska axions, WIMPs,
• MOND!
• VIRGOHI21, M/L1000, dark galaxy ultra-slabi
  sateliti Mlecnog puta otkriveni 2007 (Keck)
• gravitaciona sociva, sudari galaksija

23
Bullet cluster, 1E 0657-556 (HST, Chandra) vreo
gas tamna materija
24

• tamna energija kosmološka konstanta?
• Fridmanove jednacine (Fridmanovi modeli,
  1920-tih)
• Hablova posmatranja širenje svemira, Ho, qogt0
• High-z Supernova Team (Adam Riess et al. 1998),
  Supernova Cosmology Project (Saul Perlmutter et
  al. 1999), Boomerang (1990-tih) ubrzanje
  svemira, qolt0
• energija vakuuma, negativni pritisak
• EL / Evac 10-120 ?
• skalarno polje (kvintesencija, fantomska
  energija)

25

• WMAP, SDSS (primarne anizotropije CMBR,
  barionske akusticne oscilacije (BAO) - raspodela
  galaksija)
• Supernova Legacy Survey (Gemini, VLT, Keck),
  Higher-z Supernova Team (HST)
• LCDM-model

• Kowalski et al. (2008) Union
• Amanullah et al. (arXiv 1004.1711v1) Union2

26
LISA
SNAP (planiran pre 2020)
Plank (lansiran 14. maja 2009)

• Plank, SNAP, LSST, Pan-STARRS

27
HVALA NA PAŽNJI !