Dynamický vývoj excentrického disku hvězd kolem černé veledíry v Galaktickém centru
| Thesis title in Czech: | Dynamický vývoj excentrického disku hvězd kolem černé veledíry v Galaktickém centru |
|---|---|
| Thesis title in English: | The dynamical evolution of an eccentric stellar disc around the supermassive black hole in the Galactic Centre |
| Academic year of topic announcement: | 2024/2025 |
| Thesis type: | diploma thesis |
| Thesis language: | |
| Department: | Astronomical Institute of Charles University (32-AUUK) |
| Supervisor: | RNDr. Jaroslav Haas, Ph.D. |
| Author: | |
| Advisors: | doc. RNDr. Ladislav Šubr, Ph.D. |
| Guidelines |
| Centrum naší Galaxie obsahuje zhruba 200 velmi hmotných a mladých hvězd, které obíhají okolo centrální černé veledíry Sgr A* po přibližně keplerovských drahách. Nedávná pozorování naznačují, že prostorové rozdělení těchto hvězd ve vzdálenostech kolem 0,1 parseku od Sgr A* je značně nerovnoměrné a nápadně se podobá prostorovému rozdělení kompaktních pozůstatků hvězdného vývoje (černé díry, neutronové hvězdy) v téže oblasti. Jiná pozorování těchto hvězd nasvědčují odchylkám od čistě keplerovských pohybů. Jedním z možných vysvětlení podobnosti pozorovaných rozdělení je příslušnost obou typů objektů ke stejnému mateřskému excentrickému disku hvězd kolem Sgr A*, jehož nejhustší části se vyvíjely v prostředí Galaktického centra koherentně po miliony let. Pozorované odchylky od keplerovských pohybů je pak možné vysvětlit vzájemnými blízkými setkáními hvězd či jejich setkáními s pozůstatky hvězdného vývoje v těchto hustých částech disku. Cílem diplomové práce je tuto hypotézu otestovat. Úkolem studenta bude:
1) získat základní přehled o oblasti Galaktického centra z dostupné literatury 2) provést statistické porovnání pozorovaných rozdělení 3) za pomoci existujících N-částicových modelů vývoje excentrického disku hvězd kolem Sgr A* sledovat vývoj jeho vnitřních (nejhustších) částí a vyhodnotit četnost blízkých setkání 4) na základě získaných výsledků učinit závěry o věrohodnosti testované hypotézy. |
| References |
| Bartko H. a kol., 2009, ApJ, 697, 1741
Jia S. a kol., 2019, ApJ, 873, 9 Zhao J.-H., Morris M. R., Goss W. M., 2022, ApJL, 927, L6 a další vhodné původní i přehledové články ve vědeckých časopisech dle doporučení vedoucího práce. |
| Preliminary scope of work |
| Galaktické centrum je bezesporu jednou z nejpozoruhodnějších oblastí naší Galaxie, ve které panují zcela výjimečné astrofyzikální podmínky. V samotném středu se nachází černá veledíra označovaná jako Sgr A*, jejíž hmotnost je rovna zhruba 4 milionům hmotností našeho Slunce. V bezprostředním okolí této černé veledíry se nacházejí hvězdy, jejichž prostorová číselná hustota přesahuje hustotu hvězd v okolí Slunce až o 10 řádů, což zajišťuje typickou vzdálenost mezi dvěma hvězdami řádově desítek poloměrů dráhy planety Neptun kolem Slunce. Zatímco mnohé z těchto hvězd jsou dle současných odhadů miliardy let staré, poměrně nedávná pozorování pomocí nejvýkonnějších teleskopů na naší planetě objevila skupinu asi 200 hvězd, jejichž stáří se odhaduje pouze na několik milionů let. Původ těchto mladých hvězd však není doposud uspokojivě vysvětlen, protože standardní hvězdotvorné mechanismy za rušivého gravitačního působení černé veledíry selhávají. V rámci nabízené diplomové práce budou testovány některé z důsledků vyplývající z hypotézy vzniku podmnožiny těchto hvězd v poměrně tenkém, excentrickém disku kolem černé veledíry, která je v současnosti jednou z nejpřijímanějších. |