Neutron stars near a galactic centre

• Název práce v češtině: Neutronové hvězdy v okolí galaktického jádra
• Název v anglickém jazyce: Neutron stars near a galactic centre
• Klíčová slova: Galaxie: centrum, Hvězdy: neutronové, Mezihvězdná hmota: kinematika a dynamika
• Klíčová slova anglicky: Galaxy: centre, Stars: neutron, ISM: kinematics and dynamics
• Akademický rok vypsání: 2013/2014
• Typ práce: rigorózní práce
• Jazyk práce: angličtina
• Ústav: Astronomický ústav UK (32-AUUK)
• Řešitel: RNDr. Michal Zajaček - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 31.07.2014
• Datum zadání: 31.07.2014
• Datum potvrzení stud. oddělením: 31.07.2014
• Datum a čas obhajoby: 15.12.2014 08:30
• Datum odevzdání elektronické podoby: 31.07.2014
• Datum odevzdání tištěné podoby: 31.07.2014
• Datum proběhlé obhajoby: 15.12.2014

Zásady pro vypracování

Prostudovat odbornou literaturu a vypracovat rešerši vztahující se k tématu podle pokynů vedoucího práce. Provést diskusi vlivů prostředí galaktického jádra (kompaktní objekt v centru, pracho-plynné prostředí v jeho okolí, ostatní hvězdy v nukleární hvězdokupě) na populaci neutronových hvězd. Studovat jejich interakci s cirkumnukleárním diskem v bezprostřední blízkosti galaktického jádra.

Práce bude vyžadovat základní znalosti rovnic teoretické fyziky a astrofyziky na úrovni příslušných přednášek magisterského studia.

Součástí práce bude i numerická část výpočtů vyžadující základy programování a přípravu grafů.

Práce by měla být sepsána pomocí textového editoru vhodného k přípravě matematických a technických textů (LaTeX). Očekávaný rozsah práce je v rozmezí asi 40-80 stran. Zvážit sepsání práce v angličtině.

Práci bude třeba odevzdat v termínu daném harmonogramem příslušného akademického roku. Další podrobnosti budou diskutovány s vedoucím práce nebo konzultantem.

Seznam odborné literatury

Monografie:

[1] Shapiro S. L., Teukolsky S. A. (1983), Black Holes, White Dwarfs, and Neutron Stars (Wiley: New York)

[2] Lipunov M. L. (1992), Astrophysics of Neutron Stars (Berlin: Springer)

[3] Rybicki G. B., Lightman A. P. (1979), Radiative Processes in Astrophysics (New York: Wiley)

[4] Melia F. (2007): The Galactic Supermassive Black Hole (Princeton: Princeton University Press)

[5] Eckart A., Schoedel R., Straubmeier C. (2005): The Black Hole at the Center of the Milky Way
(London: Imperial College Press)

Odborné články:

Stovall K., Creighton T., Price R. H., Jenet F. A. (2012), "Observability of Pulsar Beam Bending
by the Sgr A* Black Hole", The Astrophysical Journal, v. 744, id. 143 (arXiv:1102.5470)
http://adsabs.harvard.edu/abs/2012ApJ...744..143S

Pfahl E., Loeb A. (2012), "Probing the Spacetime around Sagittarius A* with Radio Pulsars",
The Astrophysical Journal, v. 615 p. 253 (arXiv:astro-ph/0309744)
http://adsabs.harvard.edu/abs/2004ApJ...615..253P

Zane S., Turolla R., Treves A. (1996), "Old Isolated Accreting Neutron Stars: The Diffuse X-Ray
Emission from the Galactic Center", The Astrophysical Journal, v. 471, p. 248 (arXiv:astro-ph/9605071)
http://adsabs.harvard.edu/abs/1996ApJ...471..248Z

Taani A., Naso L., Wei Y., Zhang C., Zhao Y. (2012), "Modeling the spatial distribution of neutron
stars in the Galaxy", Astrophysics and Space Science, v. 341, p. 601 (arXiv:1205.4307)
http://adsabs.harvard.edu/abs/2012Ap%26SS.341..601T

Další časopisecká literatura podle pokynů vedoucího a dle vlastního výběru

Předběžná náplň práce

V blízkosti typického jádra galaxie se velmi pravděpodobně nachází početná populace izolovaných neutronových hvězd, které se postupně přibližují k centru (Eckart et al. 2005; Melia 2007). Tyto kompaktní hvězdy interagují s mezihvězdným prostředím ve svém okolí a pohybují se pod vlivem gravitačního pole galaktického jádra a ostatních těles v jeho blízkosti.

V rešeršní části práce by se měl diplomant seznámit s možnými observačními projevy charakterizujícími uvedený systém. Zejména by měl diskutovat vliv silého magnetického pole neutronové hvězdy na plynné prostředí v jejím okolí. Pozornost by se mohla soustředit na oblast cirkumnukleárního disku a minispirály. Dále by pak měl diplomant studovat efekty interakce na dlouhodobý vývoj dráhových charakteristik a očekávanou strukturu populace kompaktních hvězd. Bližší pozornost by měla být věnována jádru naší Galaxie, tzn. objektu Sagittarius A*.

Jako počáteční konkrétní úkol provést diskusi typů a účinnosti interakce magnetizované neutronové hvězdy s plynným prostředím s charakteristikami typickými pro centrum Galaxie na subparsekových škálách (Lipunov 1992). Na rešeršní část naváže vlastní výzkum na téma procesů vedoucích k emisi záření těchto objektů a jeho možnému pozorování.

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

A typical galactic nucleus is thought to be surrounded by a population of neutron stars gradually sinking towards the core. These compact stars interact with the interstellar environment in their neighbourhood and they move under the influence of gravity of the galactic centre and other bodies in its close vicinity.