Gravitációshullám-asztrofizika egy új korszak kezdete

Hasonló dokumentumok
Gravitációshullámok forrásai

Szupermasszív fekete lyukak. Kocsis Bence ELTE Atomfizikai Tsz. ERC Starting Grant csoportvezető

Fekete lyukak, gravitációs hullámok és az Einstein-teleszkóp

Pósfay Péter. ELTE, Wigner FK Témavezetők: Jakovác Antal, Barnaföldi Gergely G.

Csillagászat. A csillagok születése, fejlődése. A világegyetem kialakulása 12/C. -Mészáros Erik -Polányi Kristóf

Dr. Berta Miklós. Széchenyi István Egyetem. Dr. Berta Miklós: Gravitációs hullámok / 12

GRAVITÁCIÓS SUGÁRZÁS. A témából írt és 2007-ben benyújtott PhD doktori értekezését Majár János sikeresen megvédte cum laude minősítéssel.

AZ UNIVERZUM SUTTOGÁSA

Gravitációs hullámok,

Aktív galaxismagok, szupermasszív fekete lyukak

Aktív galaxismagok, szupermasszív fekete lyukak

Az Univerzum szerkezete

VADÁSZAT A GRAVITÁCIÓS HULLÁMOKRA 3. RÉSZ A gravitációs hullámok lehetséges asztrofizikai forrásai

A csillagközi anyag. Interstellar medium (ISM) Bonyolult dinamika. turbulens áramlások MHD

A VIRGO detektor missziója

Készítsünk fekete lyukat otthon!

A Wigner FK részvétele a VIRGO projektben

Aktív magvú galaxisok és kvazárok

Bevezetés a modern fizika fejezeteibe. 4. (e) Kvantummechanika. Utolsó módosítás: december 3. Dr. Márkus Ferenc BME Fizika Tanszék

Fecske az űrben. Szécsi Dorottya. MOEV, április 4. ELTE fizika BSc

Csillagok parallaxisa

Asztrometria egy klasszikus tudományág újjászületése. ELFT Fizikus Vándorgyűlés, Szeged, augusztus 25.

Válaszok a feltett kérdésekre

A Tejútrendszer, a Galaxis.

VADÁSZAT A GRAVITÁCIÓS HULLÁMOKRA 2. RÉSZ A detektorok mûködése

A csillagok kialakulása és fejlődése; a csillagok felépítése

59. Fizikatanári Ankét

Csillagászati földrajz december 13. Kitekintés a Naprendszerből

Trócsányi Zoltán. Kozmológia alapfokon

2011 Fizikai Nobel-díj

A világegyetem szerkezete és fejlődése. Összeállította: Kiss László

BevCsil1 (Petrovay) A Föld alakja. Égbolt elfordul világtengely.

Biofizika. Sugárzások. Csik Gabriella. Mi a biofizika tárgya? Mi a biofizika tárgya? Biológiai jelenségek fizikai leírása/értelmezése

Kozmológiai n-test-szimulációk

A teljes elektromágneses spektrum

egyetemi állások a relativitáselmélet általánosítása (1915) napfogyatkozás (1919) az Einstein-mítosz (1920-tól) emigráció 1935: Einstein-Podolsky-

Elektron-gyorsítás Alfvén-hullám impluzusok által aktív galaxismagokban

Modern kozmológia. Horváth István. NKE HHK Katonai Logisztikai Intézet Természettudományi Tanszék

Gravitációs hullámok. Vasúth Mátyás. Wigner FK, RMI. Wigner FK,

Gammakitörések földi megfigyelései

GPU-k a gravitációs hullám kutatásban

A gravitációs hullámok miért mutathatók ki lézer-interferométerrel?

TRIGONOMETRIKUS PARALLAXIS. Közeli objektum, hosszú bázisvonal nagyobb elmozdulás.

Földünk a világegyetemben

Koherens lézerspektroszkópia adalékolt optikai egykristályokban

A TételWiki wikiből. A Big Bang modell a kozmológia Standard modellje. Elsősorban megfigyelésekre és az általános relativitáselméletre épül.

A változócsillagok. A pulzáló változók.

Precesszáló kompakt kettősök szekuláris dinamikája

Bevezetés az asztrofizikába

A kvantummechanika kísérleti előzményei A részecske hullám kettősségről

Tartalomjegyzék. Emlékeztetõ. Emlékeztetõ. Spektroszkópia. Fényelnyelés híg oldatokban A fény; Abszorpciós spektroszkópia

Az univerzum szerkezete

9. évfolyam. Osztályozóvizsga tananyaga FIZIKA

FIZIKA VIZSGATEMATIKA

Nyomkövető detektorok a részecskefizikától a vulkanológiáig

A gamma-kitörések vizsgálata. a Fermi mesterséges holddal

Röntgensugárzás. Röntgensugárzás

Extragalaktikus csillagászat

Ph Mozgás mágneses térben

Abszorpciós spektroszkópia

M57 - Gyűrűs köd - planetary nebula

DRÓNOK HASZNÁLATA A MEZŐGAZDASÁGBAN

Tartalomjegyzék. Emlékeztetõ. Emlékeztetõ. Spektroszkópia. Fényelnyelés híg oldatokban 4/11/2016. A fény; Abszorpciós spektroszkópia

A sötét anyag nyomában

GPU A CSILLAGÁSZATI KUTATÁSOKBAN

Bécsy Bence. Szakmai önéletrajz. Tanulmányok. Munkakörök. Kitüntetések, ösztöndíjak és versenyeredmények

Műszeres analitika II. (TKBE0532)

2016. április 5. Balogh Gáspár Sámuel Kvazárok április 5. 1 / 28

Mechanika, dinamika. p = m = F t vagy. m t

A Föld helye a Világegyetemben. A Naprendszer

Kvantumos információ megosztásának és feldolgozásának fizikai alapjai

Optika és Relativitáselmélet II. BsC fizikus hallgatóknak

az MTA doktora fokozat elnyerésére írott Gravitációsan sugárzó kompakt kettősök és brán-elméleti kutatások című értekezéséről.

ÚJ FEJEZET A NAGYENERGIÁJÚ ASZTROFIZIKÁBAN A NEW CHAPTER IN HIGH ENERGY ASTROPHYSICS. Bevezetés KARCSAI BALÁZS

Röntgensugárzás az orvostudományban. Röntgen kép és Komputer tomográf (CT)

KÖSZÖNTJÜK HALLGATÓINKAT!

Folytonos gravitációs hullámok keresése GPU-k segítségével

fizikai szemle 2016/4

Kettőscsillagok. Molnár László

Pulzáló változócsillagok és megfigyelésük I.

2016. február 5-ei verzió, L v2 S A J T Ó K Ö Z L E M É N Y. Azonnali közlésre február 11.

Bevezetés a kozmológiába 2: ősrobbanás és vidéke

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

Múltunk és jövőnk a Naprendszerben

Modern Fizika Labor Fizika BSC

A nehézfémek növényi vízháztartásra gyakorolt hatásának vizsgálata Mágneses Rezonancia készülékkel. Készítette: Jakusch Pál Környezettudós

Fázisátalakulások, avagy az anyag ezer arca. Sasvári László ELTE Fizikai Intézet ELTE Bolyai Kollégium

Sugárzások kölcsönhatása az anyaggal

A SWIFT MŰHOLD ÉS A GAMMAKITÖRÉSEK THE SWIFT SATELLITE AND THE GAMMA RAY BURSTS. Bevezetés SZÉCSI DOROTTYA

Talián Csaba Gábor Biofizikai Intézet április 17.

Csillagászati megfigyelések

AKTÍV GALAXIS MAGOK (AGN-k) I.

Fekete lyukak a fiatal Univerzumban, a rádiótávcsövek szemével. 100 éves az általános relativitáselmélet NKE, Budapest, november 9.

Kozmológia egzakt tudomány vagy modern vallás?

Kozmikus záporok és észlelésük középiskolákban

A nagyenergiás neutrínók. fizikája és asztrofizikája

OPTIKA. Fénykibocsátás mechanizmusa fényforrás típusok. Dr. Seres István

Orvosi Biofizika I. 12. vizsgatétel. IsmétlésI. -Fény

Rádl Attila december 11. Rádl Attila Spalláció december / 21

Bevezetés a kozmológiába 2: ősrobbanás és vidéke

Átírás:

2016. május 5. Magyar Tudományos Akadémia A gravitációs hullámok felfedezése, asztrofizikai perspektívák Gravitációshullám-asztrofizika egy új korszak kezdete Kocsis Bence GALNUC ERC Starting Grant kutatócsoport ELTE, Atomfizikai tanszék GALNUC csoporttagok posztdok: Yohai Meiron, Zacharias Roupas phd: Gondán László, Balázs Boldizsár msc: Máthé Gergely bsc: Kovács Áron

Mit tudtunk meg február 11.-én? Fekete lyukak léteznek! van horizontjuk relativitáselmélet ellnőrizve erős gravitációnál és időfüggő esetben graviton tömege konzisztens nullával (< 10 22 ev), Compton hullámhossz > 1 fényév Fekete lyukak sokkal nehezebbek lehetnek mint korábban gondoltuk! 30 naptömeg lehetséges! Léteznek fekete lyuk fekete lyuk kettősök ütközések gyakoriak > 2-53/yr/Gpc 3 bespirálozás ütközés lecsengés Óriási meglepetés: elektromágneses gamma kitörés 0.4 másodpercen belül

Gravitációshullám asztrofizika Relativitáselmélet ellenőrzése Nagy skálás szerkezet Erős gravitáció GW terjedés GW kölcsönhatása anyaggal nagyenergiás asztrofizika Hierarchikus struktúraképződés n-csillag, fekete lyuk ütközések n-csillag, fehér törpe struktúra gamma felvillanás Szupernova robbanás pulzárok akkréciós fizika neutrínófizika Kozmológia sötét anyag standard szirénák (sötét energia) Sűrű rendszerek gömbhalmazok galaxismagok Ősrobbanás Grav hullám háttér

Nulladrendű kérdések Milyen asztrofizikai folyamat hozta létre a megfigyelt fekete lyuk ütközést? Hogyan keletkeznek ekkora fekete lyukak? Hogyan formálódott a kettős? Hogyan jutott el a kettős az ütközésig? Hol keletkeznek a leggyakoribb források? galaxismag, gömbhalmaz, galaxiskorong, halo?

Lehetséges folyamatok csillagfejlődés új módusa (teljesen konvektív csillag) (Belczynski+ 2016, Mandel+de Mink 2016; de Mink+Mandel 2016, Merchant+ 2016) legősibb csillagok (fémmentes, szupernehéz csillag) (Kinugawa+ 2014, 2016, Inayoshi+ 2016, Hartwig+ 2016) forgó csillag magösszeomlása (Reisswig+ 2013, Loeb 2016, Woosley 2016) sötét anyag fekete lyukakból áll (!) (Bird+ 2016, Clesse+Garcia-Bellido 2016, Sasaki+ 2016) sűrű csillagklaszterekben dinamikai ütközések (Portegies Zwart+McMillan 2000, O Leary, Kocsis, Loeb 2009, O Leary, Meiron, Kocsis 2016, Rodriguez+ 2016) galaxismagban szupermasszív fekete lyuk segít (Kovács, Kocsis, Naoz 2016) aktív galaxismagban gázkorong segít (Bartos, Kocsis, Haiman, Marka 2016, Stone+ 2016) galaxismagban fekete lyuk korongok képződnek dinamikailag (Kocsis+Tremane 2016, Roupas+Kocsis 2016)

Legvalószínűbb színtér Galaxismag A legsűrűbb csillaghalmazok 10 6 9 M sun szupermasszív fekete lyuk 10 6 9 csillag 10 4 7 naptömegű fekete lyuk Méret: 1 pc 1 kpc Gömbhalmaz 200 darab a Tejút galaxisban 10 4 6 csillag, 10 1 3 fekete lyuk Nincs központi fekete lyuk Méret: 1 pc 10 pc Megértésük kulcsfontosságú az asztrofizikában Galaxis és gömbhalmazok

Gömbhalmazok 10^5-10^6 csillag, 100 db egy galaxisban, nincs bennük szupermasszív fekete lyuk

Mag összeomlás

A jóslat (Oleary, Meiron, Kocsis, 2016. febuár 9.) Nehéz objektumok gyakrabban ütköznek Össztömeg-tömegarány síkon megjósolhatjuk a várt ütközés-gyakoriságot gömbhalmazokban

Hogyan keletkeznek a galaxismagok? gömbhalmazok lassan beesnek Fermi: gamma sugárzás a galaxis közepéről Milliszekundumos pulzár spektrum hasonló Milliszekundomos pulzár nem keletkeznek a magban Beeső gömbhalmazok jutatták oda a pulzárokat (Semmi szükség sötét anyag annihilációra!) Következtetés: fekete lyukaktól hemzsegnek a galaxismagok Brandt & Kocsis (2015)

Fekete lyuk korongok Legfőbb dinamikai folyamatok a galaxismagban: szupermasszív fekete lyuk körül keringés gömbszimmetrikus csillaghalmaz miatt precesszió stationary annulus a keringési pályasíkok gyorsan relaxálódnak Érdekesség: Hosszú időskálán a korongok között ható grav. kölcsönhatás Hamiltonfüggvénye azonos a folyadékkristályokéval (Kocsis+Tremaine 2015, 2016, Roupas+Kocsis 2016) Maximális entrópia: rendezett nematikus fázis (szembeforgó korong) fekete lyuk korongok

Ismétlődő gravitációshullám felvillanások Sűrű populáció elhaladás excentrikus ütközés kettős Kocsis, Gaspar, Marka 2006; O Leary, Kocsis, Loeb 2009; Kocsis & Levin 2012 Fekete lyuk kettős + szupermasszív fekete lyuk Kozai oszcilláció ütközés (excentricitás és inklináció) Wen 2003; Antonini & Perets (2012); Naoz, Kocsis, Loeb, Yunes (2012), Kovacs, Kocsis, Naoz 2016

Ismétlődő gravitációshullám felvillanások t orb t prec Paraméter mérés: Gondán László, KB, Raffai Péter, Frei Zsolt Ismétlődő felvillanás Végső Chirp t peri Első 3 elhaladás (34 másodperccel eltolva) Utolsó 10 másodperc az ütk. előtt

LIGO-VIRGO-KAGRA gravitációshullám asztrofizika jövője eseményeloszlásból azonosítjuk a forrástípusokat legősibb csillagok születése Neutroncsillag belseje: legsűrűbb anyag sötét anyag közvetlen mérhető? galaxismagok megértése Sok más

Intenzitás LISA és pulzár-időmérés szupermasszív fekete lyukak Galaxisfejlődés, kozmológia Akkréciós korongok Stb: bolygóvándorlás galaktikus fehér törpe kettősök Pulzár időmérő rendszerek PTA Pulzár LISA idő Föld

További lehetőségek Elektromágneses kvazár-kettősök optikai távcsövekkel (Kocsis, Frei, Haiman, Menou 2006, Kocsis, Haiman, Menou 2008, Haiman, Kocsis, Menou 2009; Graham+ 2016) Gázkorong detektálása gravitációs hullámokkal (Kocsis, Yunes, Loeb, Haiman 2011; Yunes, Kocsis, Loeb 2011) Hármasrendszerek detektálása (Kocsis 2013; Meiron, Kocsis, Loeb 2016) Gravitációshullámok kölcsönhatása anyaggal Kismértékű disszipáció infravörös jel (Kocsis+Loeb 2009) Csillagrengések rezonáns gerjesztése gravitációshullám napfogyatkozás (Li, Kocsis, Loeb 2013, McKernan, Ford, Kocsis, Haiman, 2014) Atomórák a Föld körül (Loeb 2015)

Gravitációshullám asztrofizika Relativitáselmélet ellenőrzése Nagy skálás szerkezet Erős gravitáció GW terjedés GW kölcsönhatása anyaggal nagyenergiás asztrofizika Hierarchikus struktúraképződés n-csillag, fekete lyuk ütközések n-csillag, fehér törpe struktúra gamma felvillanás Szupernova robbanás pulzárok akkréciós fizika neutrínófizika Kozmológia sötét anyag standard szirénák (sötét energia) Sűrű rendszerek gömbhalmazok galaxismagok Ősrobbanás Grav hullám háttér

Gömbhalmaz dinamika 1. Sűrű populáció Tripla szórás Excentrikus kettős + szingli kettős-szingli szórás v Nehéz objektum kiüti a könnyűt Szoros kettős még szorosabb lesz Tág kettős még tágabb lesz (vagy akár felbomolhat) kettős-kettős szórás

Nukleáris csillagklaszterek A legsűrűbb csillagpopuláció Misgeld & Hilker 11

Nukleáris csillagklaszterek A legsűrűbb csillagpopuláció Többféle csillagkomponens Walcher+ 06, Rossa+ 06, Seth+ 06, 08, 10 Öreg, vörös gömbszerű fiatal, kék diszk Mindkettő forog Több éléről megfigyelt galaxis: szembeforog a galaxissal

Galaxismag A legsűrűbb csillag populáció 10 6 9 M Nap szupermasszív fekete lyuk 10 6 9 csillagok 10 4 7 naptömegű fekete lyuk Relaxáció a dinamikai egyensúlyig Schoedel et al. 150 x150