Mikrosoczewkowanie grawitacyjne. Dr Tomasz Mrozek Instytut Astronomiczny Uniwersytet Wrocławski

HTML
DOWNLOAD

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Mikrosoczewkowanie grawitacyjne. Dr Tomasz Mrozek Instytut Astronomiczny Uniwersytet Wrocławski"

Izabela Martyna Dziedzic
8 lat temu
Przeglądów:

1 Mikrosoczewkowanie grawitacyjne Dr Tomasz Mrozek Instytut Astronomiczny Uniwersytet Wrocławski

2 Ogólna teoria względności OTW została ogłoszona w Podstawowa idea względności: nie możemy mówid o takich wielkościach jak prędkośd i przyspieszenie bez zdefiniowania układu odniesienia podstawowe założenie: sformułowad prawa fizyczne i opis ruchu tak aby miały identyczną postad matematyczną bez względu na używany do opisu układ odniesienia

3 Ogólna teoria względności Podstawowy wniosek: siła grawitacji wynika z lokalnej geometrii czasoprzestrzeni (każda masa jest źródłem zakrzywienia otaczającej ją czasoprzestrzeni)

4 OTW - wnioski Ruch peryhelium ciała obiegającego dużą masę Wynik potwierdzony przez obserwacje Merkurego i pulsarów w układach podwójnych

5 OTW - wnioski

6 OTW - wnioski Istnienie czarnych dziur Czarne dziury pojawiają się tam gdzie kooczy się OTW (osobliwośd) W latach 90-tych potwierdzone bez wątpliwości w centrach galaktyk

7 OTW - wnioski -spowolnienie zegarów w poruszających się układach -istnienie fal grawitacyjnych (niepotwierdzone bezpośrednio) -zakrzywienie promieni świetlnych przy przechodzeniu w pobliżu dużej masy (pierwszy wniosek OTW, który został potwierdzony przez obserwacje)

8 Soczewkowanie grawitacyjne masa powoduje takie ugięcie przestrzeni, że promienie od źródła punktowego poruszają się tak jak w soczewce Jeśli soczewka i źródło znajdują się w jednej linii to widzimy promieo Einsteina. W przeciwnym przypadku obserwujemy obrazy wielokrotne

9 Soczewkowanie grawitacyjne

10 Soczewkowanie grawitacyjne

11 prof. Bohdan Paczyoski ur. 8 lutego 1940 w Wilnie zm. 19 kwietnia 2007 w Princeton na Uniwersytecie Warszawskim 1964 doktorat z astronomii pracował w Instytucie Astronomii (od 1975 CAMK) 1974 habilitacja 1979 profesor profesor na wydziale astrofizyki w Uniwersytecie Princeton prowadził katedrę im. Lymana Spitzera Jr. w Princeton

12 prof. Bohdan Paczyoski Główne kierunki badao: -ewolucja układów podwójnych - błyski gamma - teoria dysków akrecyjnych - mikrosoczewkowanie grawitacyjne autor około 300 prac (w tym 150 jako samodzielny autor)

13 Mikrosoczewkowanie grawitacyjne Paczyoski, B., Gravitational Microlensing at Large Optical Depth, 1986, Ap. J., 301, model zjawiska mikrosoczewkowania - charakterystyczny kształt pojaśnienia - oszacowanie prawdopodobieostwa zajścia zjawiska problem ciemnej materii

14 Geometria zjawiska O obserwator L soczewka S źródło S 1,S 2 obrazy ξ parametr zderzenia ά kąt załamania promienia Odległości: D S źródło-obserwator D LS soczewka-źródło D L soczewka-obserwator

15 Geometria zjawiska Kąt załamania promienia świetlnego pod wpływem punktowej masy M L : ˆ ( ) 4GM c 2 L Dla małych kątów (tgα α) otrzymujemy: D S D S ˆ D LS

16 Geometria zjawiska Wprowadzając zredukowany kąt załamania (α) : D D LS S ˆ otrzymujemy równanie soczewki: ( ) pozwalające uzyskad położenia obrazów źródła

17 Geometria zjawiska Promieo kątowy promienia Einsteina: E 4GM 2 c L DLS D D L S Wstawiając do wyrażenia na kąt zredukowany: 2 E

18 Geometria zjawiska Wtedy równanie soczewki: 2 E Ma dwa rozwiązania: E

19 Geometria zjawiska Wzmocnienie jest stosunkiem rozmiarów kątowych obrazu i źródła: A d d Współczesne teleskopy nie pozwalają obserwowad dwóch rozdzielonych obrazów. Widoczne jest jedynie sumaryczne wzmocnienie:

Geometria zjawiska A u u 2 u 2 2 4 gdzie: u E jest odległością

20 Geometria zjawiska A u u 2 u gdzie: u E jest odległością kątową między źródłem a soczewką w jednostkach kątowego promienia Einsteina

21 Wzmocnienie jasności Gdybyśmy mieli doskonały teleskop Nie mamy. Wszystko co możemy obserwowad to wzrost jasności związany z tym, że mikrosoczewkowanie zachowuje jasnośd powierzchniową ale powiela obraz gwiazdy

22 Wzmocnienie jasności Wzmocnienie jest funkcją odległości kątowej między soczewką a źródłem: A u u 2 u u E krzywa Paczyoskiego

23 Pierwsze obserwacje Od początku lat 90-tych rozpoczęły działanie trzy projekty: EROS (fr. Experience de Recherche d'objects Sombres) MACHO (ang. Massive Compact Hallo Objects) OGLE (ang. The Optical and Gravitational Lensing Experiment)

24 Pierwsze obserwacje Obserwacje prowadzone w kilkudziesięciu polach obejmujących obszary bardzo bogate w gwiazdy Jednocześnie monitoruje się do gwiazd Obłoki Magellana, Centrum Galaktyki pozwalają odkrywad soczewki należące do naszej Galaktyki

25 Pierwsze obserwacje Jasnośd przed i po zjawisku [mag] Data maksymalnego wzmocnienia Czas trwania zjawiska [dni] Maksymalne wzmocnienie Δmag (filtr niebieski) Maksymalne wzmocnienie Δmag (filtr czerwony) 19.3 ± II ± ± ± 0.1

26 Pierwsze obserwacje Jasnośd przed i po zjawisku [mag] Czas trwania zjawiska [dni] Wzmocnienie A (Δmag = 2.5logA) ± ± 0.11

27 Pierwsze obserwacje Jasnośd przed i po zjawisku[mag] Data maksymalnego wzmocnienia Czas trwania zjawiska [dni] Wzmocnienie A (Δmag = 2.5logA) VI ± ± 0.1

28 Po 15-tu latach Za mało pojaśnieo aby tłumaczyły istnienie ciemnej materii Odkrycie ogromnej liczby nowych gwiazd zmiennych Odkrycie kilku tranzytów dużych planet Jest to jedyna istniejąca obecnie metoda, która pozwala na odkrywanie planet o masach porównywalnych z masą Ziemi

29 Krzywe kaustyczne Kaustyka - hiperpowierzchnia będąca obwiednią wiązki promieni świetlnych rozchodzących się z ustalonego, punktowego źródła światła, odbitych od innej hiperpowierzchni (kaustyka refleksyjna) lub załamanych przez pewien układ optyczny (diakaustyka)

30 Soczewki podwójne trajektoria źródła kaustyka

31 Układy wielokrotne Pozwalają określid rozkład masy w soczewkach np. w galaktyce

32 Planety typu ziemskiego Limity obserwacyjne i znane planety: Prędkości radialne (160) Tranzyty (9) Mikrosoczewkowanie (3) M,V,E,J,S,U,N, (P) Układ Słoneczny

33 Planety typu ziemskiego

34 Planety typu ziemskiego

35 Planety typu ziemskiego

36 Planety typu ziemskiego

37 Planety typu ziemskiego

38 Planety typu ziemskiego M Sun AU M Earth

39 KONIEC

Podobne dokumenty

Jak w Toruniu zaobserwowano najbliższe zjawisko mikrosoczewkowania grawitacyjnego

Jak w Toruniu zaobserwowano najbliższe zjawisko mikrosoczewkowania grawitacyjnego Krzysztof Czart Centrum Astronomii UMK Załęcze Wielkie, 2007-08-05 Miłośnicy >> zawodowcy Miłośnicy astronomii mają lepiej