Upload
mali
View
82
Download
4
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Κύκνος Χ-1, η πρώτη μαύρη τρύπα. Μέτρηση της μάζας του και της παραμέτρου περιστροφής. Γιώργος Παππάς 5/11/2011. arXiv:1106.3688v2 [astro-ph.HE] arXiv:1106.3689v2 [astro-ph.HE] arXiv:1106.3690v2 [astro-ph.HE]. Δομή της παρουσίασης:. Μερικά ιστορικά στοιχεία ( και όχι μόνο), - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Κύκνος Χ-1,η πρώτη μαύρη τρύπα
Μέτρηση της μάζας του και της παραμέτρου περιστροφής
arXiv:1106.3688v2 [astro-ph.HE] arXiv:1106.3689v2 [astro-ph.HE] arXiv:1106.3690v2 [astro-ph.HE]
Γιώργος Παππάς5/11/2011
Δομή της παρουσίασης:
• Μερικά ιστορικά στοιχεία (και όχι μόνο),
• Λίγα λόγια για τις Μαύρες Τρύπες και τις περιστρεφόμενες Μαύρες Τρύπες,
• Μέτρηση της απόστασης του Κύκνου Χ-1,
• Μέτρηση της Μάζας του Κύκνου Χ-1,
• Μέτρηση του σπιν του Κύκνου Χ-1.
Μερικά ιστορικά στοιχεία...• Ανακαλύφθηκε το 1964,• Πρώτες συστηματικές
παρατηρήσεις από το 1970 με τον δορυφόρο Uhuru και το 1971 με την αποστολή Apollo 15,
• High Mass X-Ray Binary (HMXRB),• Συνοδός αστέρας HDE 226868
άστρο μεγάλης μάζας, φασματικού τύπου Ο που τροφοδοτεί με τον άνεμό του τον δίσκο του Κύκνου,
• Το 1974 Hawking και Thorne βάζουν στοίχημα για την φύση του Κύκνου Χ-1.Ο Thorne κέρδισε μια ετήσια συνδρομή στο Penthouse.
Οι εκτιμήσεις μέχρι πρόσφατα...• Απόσταση
– εκτιμήσεις από 1.8 μέχρι 2.4 kpc– η ακριβέστερη εκτίμηση είναι
αλλά βασίζεται σε φωτομετρία και φασματοσκοπία του NGC 6871
• Μάζα– Τροχιακές παράμετροι του συστήματος:
Περίοδος ~5.6 μέρες, Απόσταση του Κύκνου Χ-1 από το CM ~0.128AUκλίση του τροχιακού επιπέδου i ~ 36º
– Εκτίμηση μαζών:
• Σπιν– Μετρήσεις με την βοήθεια των γραμμών του σιδήρου από το δίσκο:
Miller et al. (2005): Duro et al. (2011): “the black hole is close to rotating maximally”.
kpc07.014.2
OoptOBH MMMM 2016,107
01.005.0* a
Λίγα λόγια για τις Μαύρες Τρύπες...
)(
)(
4
2
2
PPr
rGm
dr
dP
rdr
dm
122
32
))(2
1)()(
41)(1( rc
rGm
crm
Pr
c
P
kP
Λίγα λόγια για την βαρυτική ευστάθεια...
ΥδροστατικήΙσορροπία
Αστρικά Μοντέλα σε ισορροπία
Διαταραχές από την Ισορροπία
PPPrrr 000 ,,
3
4,0 22 rrΝευτώνεια:
Σχετικιστικά:
22
3
4
Rc
GM
Επιστροφή στις Μαύρες ΤρύπεςΜαύρη τρύπα τύπου Schwarzschild (μη περιστρεφόμενη με σφαιρική συμμετρία)
MRdrdrr
Mdt
r
Mds H 2,
21
21 222
122
γεωδαισιακή κίνηση:m
pL
m
pEmppg t
~,
~,2
)(~
12
1~
2
22
2
rVr
L
r
ME
d
dreff
,0,0 dr
dVV eff
effΚυκλικέςτροχιές
για τα φωτόνιαέχουμε m=0
02
2
dr
Vd eff
MRISCO 6
Περιστρεφόμενη μαύρη τρύπα KerrΠαράμετρος περιστροφής: 2
* MJa
MRMRa
MRMRa
ISCOH
ISCOH
,1
6,20
*
*
Journey into a Schwarzschild black hole from Andrew Hamilton arXiv:0903.4717v1 [gr-qc]
Μέτρηση της απόστασης του Κύκνου Χ-1
• Τριγωνομετρική Παράλλαξη
1AU
p
AU264.806 206AU1806060
1
sec)(
1)(
pc
arcppcD
Ο Κύκνος Χ-1 και τα δύο αντικείμενα αναφοράς
jet
Παρατηρήσεις της ραδιοεκπομπής του Κύκνου Χ-1 με τη βοήθεια του VLBA στα 8.4 GHz,
Έλεγχος και για τις επιπτώσεις της τροχιακής κίνησης της πηγής,
kpc86.1 12.011.0
D
skm
r
skm
Nskm
E
V
VV
5
,56,33
Μέτρηση της Μάζας του Κύκνου Χ-1• Προσδιορισμός των απαραίτητων στοιχείων με τη
βοήθεια φασματοσκοπίας και φωτομετρίας.
3ος νόμος του Κέπλερ: )()2(
)(2122
321 mm
G
P
rr
1
2
umm
muu
mm
mu
rmm
mrr
mm
mr
21
12
21
21
21
12
21
21
,
,
Εξ. κέντρου μάζας:
G
Pu
mm
im r
2)(
)sin(3
12
21
32
Συνάρτηση μάζας:
r
or
uK
ttP
Kuu
1
0 )(2
sin
Ακτινική ταχύτητα ορατού συνοδού:
Μέτρηση της Μάζας του Κύκνου Χ-1• Προσδιορισμός των απαραίτητων στοιχείων με τη
βοήθεια φασματοσκοπίας και φωτομετρίας.
Περιορισμοί στις παραμέτρους του ορατού συνοδού:
- Από την απόσταση και το φαινόμενο μέγεθος
veffabs ADTBCmM 11.0)5log5()( - Από το απόλυτο μέγεθος
OeffOM RTLRLL abs 4)71.4(4.0 )5770(10
- Από τα φάσματα (πλάτυνση γραμμών, λόγος εντάσεων γραμμών)
εξ. Saha: kKTkKTN
Neff
n
n 3230)(1
πλάτυνση Doppler:1695sin skmiVrot
Οι παράμετροι αυτοί θα παίξουν τον ρόλο περιορισμών για την εκτίμηση των παραμέτρων του ορατού συνοδού από τις καμπύλες φωτός.
Μέτρηση της Μάζας του Κύκνου Χ-1• Προσδιορισμός των απαραίτητων στοιχείων με τη
βοήθεια φασματοσκοπίας και φωτομετρίας.
Κατασκευάζουμε ένα μοντέλο για τον ορατό συνοδό, που περιέχει ως παραμέτρους τα φυσικά και τα τροχιακά του στοιχεία.
orb
MMQ
yxQ
Qxr
Q
rd
GM
1
12
222
21
1
,/
)(2
11
Η επιφάνεια του άστρου είναι μια ισοδυναμική του Ψ.
Από το Ψ υπολογίζουμε την επιφανειακή βαρύτητα από την οποία εξαρτάται η θερμοκρασία σε κάθε σημείο.
g
),,(),,( zyxgzyxT von Zeipel’s theoremβ: gravity darkeningΑπό την θερμοκρασία σε
κάθε σημείο υπολογίζεται η ακτινοβολία του άστρου.
Η ακτινοβολία από την επιφάνεια ολοκληρώνεται και φτιάχνουμε τις θεωρητικές καμπύλες φωτός.
Μέτρηση της Μάζας του Κύκνου Χ-1• Προσδιορισμός των απαραίτητων στοιχείων με τη
βοήθεια φασματοσκοπίας και φωτομετρίας.
Μέτρηση του σπιν του Κύκνου Χ-1• Μέτρηση της παραμέτρου περιστροφής με την βοήθεια της
εκπομπής από τον δίσκο προσαύξησης.
Μέτρηση του σπιν του Κύκνου Χ-1Νευτώνειος λεπτός δίσκος:
in
in MGML
MGM
d
dL
21
2
32
Σχετικιστικός λεπτός δίσκος:(Novikov-Thorne)Η εσωτερική ακτίνα ορίζεται από το Risco
iDe
d
c
hvF
MGMT in
kThvvin
SBeff
in
cos1
41
8
32
)(2
34/3
4/1
24max
4/1
3max 9.738
3488.0 in
inSB
TLMGM
T
Μέτρηση του σπιν του Κύκνου Χ-1
Μέτρηση του σπιν του Κύκνου Χ-1
ckmc
GMRRkeVTa ISCOISCOinin 5.0,422,5.0,95.0
2*
ΤΕΛΟΣ