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

Hasonló dokumentumok
Gravitációshullámok forrásai

Gravitációshullám-asztrofizika egy új korszak kezdete

Fekete lyukak, gravitációs hullámok és az Einstein-teleszkóp

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

Az Univerzum szerkezete

Aktív galaxismagok, szupermasszív fekete lyukak

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

Aktív magvú galaxisok és kvazárok

AZ UNIVERZUM SUTTOGÁSA

Aktív galaxismagok, szupermasszív fekete lyukak

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

Gravitációs hullámok,

A gravitációs hullámok miért mutathatók ki lézer-interferométerrel?

Készítsünk fekete lyukat otthon!

Csillagok parallaxisa

Galaxishalmazok. Komplex Rendszerek Fizikája Tanszék március 17.

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

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

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

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

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

Kozmológiai n-test-szimulációk

A Wigner FK részvétele a VIRGO projektben

A világegyetem szerkezete és fejlődése. Összeállította: Kiss László

Hogyan mozognak a legjobb égi referenciapontok?

Ph.D. értekezés tézisei. Szupernagy tömegű fekete lyuk kettősökre utaló jelek rádió-hangos aktív galaxismagok jeteiben

Precesszáló kompakt kettősök szekuláris dinamikája

Optika és Relativitáselmélet II. BsC fizikus hallgatóknak

A változócsillagok. A pulzáló változók.

Csillagászati megfigyelések

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

59. Fizikatanári Ankét

A csillagc. Szenkovits Ferenc

Mérések a piszkés tetői kis és közepes felbontású spektrográffal

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

11.3. Az Achilles- ín egy olyan rugónak tekinthető, amelynek rugóállandója N/m. Mekkora erő szükséges az ín 2 mm- rel történő megnyújtásához?

Az elektromágneses hullámok

Trócsányi Zoltán. Kozmológia alapfokon

JUICE: navigáció a Jupiternél, rádiótávcsövekkel

Elektron-gyorsítás Alfvén-hullám impluzusok által aktív galaxismagokban

[ ]dx 2 # [ 1 # h( z,t)

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

A relativitáselmélet története

Gravitational lenses as cosmic rulers: Ωm, ΩΛ from time delays and velocity dispersions

Optikai/infravörös interferometria Magyarországon!?

Spektrográf elvi felépítése. B: maszk. A: távcső. Ø maszk. Rés Itt lencse, de általában komplex tükörrendszer

Műszeres analitika II. (TKBE0532)

A színek fizikája szakdolgozat

GPU A CSILLAGÁSZATI KUTATÁSOKBAN

A VIRGO detektor missziója

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

Optika és Relativitáselmélet II. BsC fizikus hallgatóknak

OPT TIKA. Hullámoptika. Dr. Seres István

Munkagázok hatása a hegesztési technológiára és a hegesztési kötésre a CO 2 és a szilárdtest lézersugaras hegesztéseknél

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

Fizikai Szemle MAGYAR FIZIKAI FOLYÓIRAT

Az Általános Relativitáselmélet problémáinak leküzdése alternatív modellek használatával. Ált. Rel. Szondy György ELFT tagja

Nemzetközi Csillagászati és Asztrofizikai Diákolimpia Szakkör Távcsövek és kozmológia Megoldások

A lézer alapjairól (az iskolában)

Galaxisfelmérések: az Univerzum térképei. Bevezetés a csillagászatba május 12.

Pulzáló változócsillagok és megfigyelésük I.

A fény mint elektromágneses hullám és mint fényrészecske

A teljes elektromágneses spektrum

Optika és Relativitáselmélet

Múltunk és jövőnk a Naprendszerben

Röntgensugárzás. Röntgensugárzás

Válaszok a feltett kérdésekre

Az optika tudományterületei

A modern fizika születése

Gnädig Péter: Golyók, labdák, korongok és pörgettyűk csalafinta mozgása április 16. Pörgettyűk különböző méretekben az atomoktól a csillagokig

ELEKTROMÁGNESES REZGÉSEK. a 11. B-nek

A Föld helye a Világegyetemben. A Naprendszer

AKTÍV GALAXIS MAGOK (AGN-k) I.

Axion sötét anyag. Katz Sándor. ELTE Elméleti Fizikai Tanszék

Rövid ismertető. Modern mikroszkópiai módszerek. A mikroszkóp. A mikroszkóp. Az optikai mikroszkópia áttekintése

A csillagok fénye 1. Az atomoktól a csillagokig. Dávid Gyula Az atomoktól a csillagokig dgy

Gammakitörések földi megfigyelései

VADÁSZAT A GRAVITÁCIÓS HULLÁMOKRA 2. RÉSZ A detektorok mûködése

Bevezetés a kozmológiába 1: a Világegyetem tágulása

Földünk a világegyetemben

Pulzáló változócsillagok és megfigyelésük I.

Erős terek leírása a Wigner-formalizmussal

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

2. A hőátadás formái és törvényei 2. A hőátadás formái Tapasztalat: tűz, füst, meleg edény füle, napozás Hőáramlás (konvekció) olyan folyamat,

Biofizika. Csik Gabriella. Mi a biofizika tárgya? Mi a biofizika tárgya? A biológiában és orvostudományban alkalmazott fizikai módszerek tárgyalása

Rezgés, Hullámok. Rezgés, oszcilláció. Harmonikus rezgő mozgás jellemzői

Biofizika. Csik Gabriella. Mi a biofizika tárgya? Mi a biofizika tárgya? A biológiában és orvostudományban alkalmazott fizikai módszerek tárgyalása

ERŐ-E A GRAVITÁCIÓ? 1

Modern fizika vegyes tesztek

Modern Fizika Labor Fizika BSC

10. mérés. Fényelhajlási jelenségek vizsgála

METRIKA. 2D sík, két közeli pont közötti távolság, Descartes-koordinátákkal felírva:

Optika gyakorlat 6. Interferencia. I = u 2 = u 1 + u I 2 cos( Φ)

Hullámmozgás. Mechanikai hullámok A hang és jellemzői A fény hullámtermészete

CMS Pixel Detektor működése

Látás. Látás. A környezet érzékelése a látható fény segítségével. A szem a fényérzékelés speciális, páros szerve (érzékszerv).

Bevezetés az asztrofizikába

A gamma-kitörések vizsgálata. a Fermi mesterséges holddal

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

Abszorpciós fotometria

Átírás:

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

100 évvel ezelőtt Egy elmélet jóslatainak kidolgozásához jobban megéri pacifistának lenni.

r = 2GM c 2 Broderick, Loeb, & Narayan 2008

arxiv:1502.03808

Miért vizsgáljuk a fekete lyukakat Mindenség elmélete (theory of everything) Utolsó lépés: gravitáció + kvantumfizika Asztrofizika Galaxisfejlődés Legnagyobb energiájú jelenségek Új frontvonal: gravitiációs hullámok Lenyűgöző tudomány görbült téridő időutazás?

A fekete lyukak a természet legtökéletesebb makroszkópikus objektumai az univerzumban: konstrukciójukhoz csak a térről és az időről alkotott elképzelésünket használjuk S. Chandrasekhar Az összes vizsgált kultúrában az emberi szépség és az ellentétes nemhez való vonzódás legfőbb kritériuma az arci vonások szimmetriája. Jones et al, Nature 2003

Csillagmozgás a SgrA* körül d GC =8:4æ0:4kpc Ghez et al. 2008; Genzel et al. 2008

További evidencia Aktív galaxismag Nagyon kis tértartomány túlragyogja a galaxist hónapos időkálán változik relativisztikus jetek 0.999c Gáz keringési sebesség 0.1c relativisztikus vonalkiszélesedés Fekete lyuk kettősök (naptömegű) csillag + fekete lyuk változó röntgen emisszió spektrum arra utal, hogy nincs felszín

Szupermasszív fekete lyukak (SMBH) és galaxisaik 0.2% galaxismag tömeg = SMBH fekete lyuk Fekete lyuk tömeg Csillagok random sebessége

Fekete lyuk fizika Gá z akkréció elmélete: akkréciós korong, kiáramlás, jetek Á ltalá nos relativitiá selmélet ellenőrzése: erős gravitációs tér, horizont letézése Kvantum effektusok a horizont körül (tűzfal?) Általános relativitáselmélet érvénytelen a szingularitásnál

SgrA* a legnagyobb fekete lyuk az égen 10 mas [4 millió naptömeg @ 26,000 lyr]

Hőfolt keringése egy nem forgó fekete lyuk körül

Hőfolt keringése egy forgó fekete lyuk körül

Numerikus szimulációk (GRMHD) inklináció image setup C. Gammie, J. Dolence, M. Moscibrodzka, H. Shiokawa, P. Leung (2009)

Very Long Baseline Interferometry (VLBI) szub-mm hullámhosszon Föld méretű antenna (11 μas) x (l / 0.9 mm) Sgr A* 10 mas [4x10 6 M sun @ 26k lyr]

Very Long Baseline Interferometry (VLBI) szub-mm hullámhosszon

Michael Johnson, et al. (2015)

Event Horizon Telescope

M87 1400-szor nagyobb tömegű mint SgrA* de 2000-szer messzebb

Fekete lyuk képalkotás II. mikrolencsézés

Emissziós régió mérete [fénynap] Fekete lyuk képalkotás II. mikrolencsézés Jimenez-Vicente+ (2012) Fekete lyuk tömege

Fekete lyuk képalkotás III. csillagtranzit Gázkorong a fekete lyuk kürül Csillag Szerencsés egybeesés: Sűrű csillaghalmaz a szuper masszív fekete lyuk kürül A szupermasszív fekete lyuk mérete összemérhető a csillagok méretével

Fekete lyuk képalkotás III. csillagtranzit Gázkorong a fekete lyuk kürül Csillag Szerencsés egybeesés: Sűrű csillaghalmaz a szuper masszív fekete lyuk kürül A szupermasszív fekete lyuk mérete összemérhető a csillagok méretével Jóslat: tranzithossz óra hetek valószínűség 10 4 Tranzitmélység 10 3 to 1 Bence Beky & Bence Kocsis (2013)

Röntgen UV Fekete lyuk képalkotás III. csillagtranzit Főágú O csillag Vörös óriás Bence Beky and Bence Kocsis (2013)

Elektromágneses megfigyelhetők Diszk: UV/optikai/IR, Korona: röntgen Jet: rádió, röntgen Felhő: széles és vékony vonalak

Fekete lyuk kettősök a galaxisütközéseknél

Aktív galaxismag kettős: 1-10kpc szeparáció (z<0.3 vöröseltolódásnál) Shen et al. (2011)

SMBH kettős röntgen képe NGC 6240-ben 10kpc z=0.025 Komossa et al. 2002

Röntgen klaszter Abell 400 3C 75 NGC 1128

0402+379 (Rodriguez et al. 2006-9) VLBI at 1.35 GHz Projektált szeparáció: 7.3 pc, Becsült össztömeg:

PG 1302-102: periódus 5.2 év ~ Graham et al. arxiv: 1501.013

Gravitációs hullámok (Centrella et al. 2007)

Gravitációs hullámok Gravitációs hullámok = téridő disztorzió Fénysebességgel terjed Relatív megnyúlás Távolsággal 1/r szerint csökken Két polarizáció

Intenzitás Gravitációshullám detektorok LIGO Pulzár időmérő rendszerek PTA Laser Interferometric Gravitational wave Obs. Pulzár LISA idő Föld

Ma hajnalban LISA pathfinder

Az univerzumra egy új ablak Várjuk a váratlant!

Leggyakoribb események 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 Schoedel et al. 150 x150

Ismétlődő LIGO 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)

Ismétlődő LIGO felvillanások Sűrű populáció elhaladás excentrikus ütközés kettős Befogódás után 1 órával Utolsó 5 másodperc ütközés előtt

GW amplitudó Gravitációshullám (GW) visszhangok Hullámfront elhajlik a szupermasszív fekete lyuk környezetében Diszperzió, interferencia Visszhang amplitúdó függ a fektee lyuktól mért távolságtól és elhajlási szögtől SMBH LIGO source GW visszhang érkezési ideje Kocsis 2013 Elhajlási szög (fok)

Nagy kérdések Valóban fekete lyukak? Hogy keletkeznek? Hogy nőttek ekkorára? közbülső tömegű (10 2 4 M Sun ) fekete lyukak? Hogy hatnak a környezetükre? Hogy akkretálnak anyagot? Hogy lőnek ki jeteket? Mitől változékony a sugárzás?

Konklúzió Fekete lyukak léteznek Szupermasszív fekete lyukak a galaxisok közepén Extrém fényes sugárzás hajtóművei Árnyékuk megfigyelhető lesz a közeljövőben Gravitációs hullámok új megfigyelési lehetőséget adnak Sok megoldatlan probléma