Batse rozložení gama záblesků gama záblesků detekovaných družicí BATSE v letech Rozložení je isotropní.

Podobné dokumenty
Statistické zpracování družicových dat gama záblesků

ASTRONOMICKÝ ÚSTAV AV ČR, v. v. i.

KATAKLYZMICKÉ UDÁLOSTI. 10. lekce Bára Gregorová a Vašek Glos

Vesmír. Studijní text k výukové pomůcce. Helena Šimoníková D

Astronomický ústav. Akademie věd České republiky, v. v. i. Čeští astronomové jako první zachytili optický dosvit gama záblesku

Univerzita Karlova v Praze. Matematicko-fyzikální fakulta DIPLOMOVÁ PRÁCE. Pavel Bystřický

Úvod do moderní fyziky. lekce 7 vznik a vývoj vesmíru

Astronomie. Astronomie má nejužší vztah s fyzikou.

VY_32_INOVACE_FY.19 VESMÍR

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/ Elektronická podpora zkvalitnění výuky CZ.1.07 Vzděláním pro konkurenceschopnost

VY_32_INOVACE_06_III./19._HVĚZDY

Všechny galaxie vysílají určité množství elektromagnetického záření. Některé vyzařují velké množství záření a nazývají se aktivní.

Obecná teorie relativity pokračování. Petr Beneš ÚTEF

Za hranice současné fyziky

Objev gama záření z galaxie NGC 253

Virtual Universe Future of Astrophysics?

Příklady Kosmické záření

Temná hmota ve vesmíru

Urychlování částic ve vesmíru aneb záhadné extrémně energetické kosmické záření

VY_52_INOVACE_137.notebook. April 12, V rozlehlých prostorách vesmíru je naše planeta jen maličkou tečkou.

Vznik vesmíru (SINGULARITA) CZ.1.07/1.1.00/ Zpracovala: RNDr. Libuše Bartková

Fyzikální vzdělávání. 1. ročník. Učební obor: Kuchař číšník Kadeřník. Implementace ICT do výuky č. CZ.1.07/1.1.02/ GG OP VK

Astronomie, sluneční soustava

Proč studovat hvězdy? 9. 1 Úvod Energetické úvahy Zjednodušení použitá při konstrukci sférických modelů Model našeho Slunce 15

Identifikace vzdělávacího materiálu VY_52_INOVACE_F.9.A.34 EU OP VK

O původu prvků ve vesmíru

ZÁŘENÍ V ASTROFYZICE

ČLOVĚK A ROZMANITOST PŘÍRODY VESMÍR A ZEMĚ. GRAVITACE

Kosmické záření a Observatoř Pierra Augera. připravil R. Šmída

VESMÍR Hvězdy. Životní cyklus hvězdy

DUM č. 20 v sadě. 12. Fy-3 Průvodce učitele fyziky pro 4. ročník

VZNIK FYZIKY, CHEMIE A BIOLOGIE, ANEB VELKÝ TŘESK ZA VŠECHNO MŮŽE

11 milionů světelných let od domova...

Pozorování dalekohledy. Umožňují pozorovat vzdálenější a méně jasné objekty (až stonásobně více než pouhým okem). Dají se použít jakékoli dalekohledy

Kosmické záření a astročásticová fyzika

Kosmické záření a jeho detekce stanicí CZELTA

O tom, co skrývají centra galaxíı. F. Hroch. 26. březen 2015

Přírodopis 9. Naše Země ve vesmíru. Mgr. Jan Souček. 2. hodina

Stručný úvod do spektroskopie

Hvězdy a černé díry. Zdeněk Kadeřábek

VY_32_INOVACE_08.Fy.9. Slunce

Jak se pozorují černé díry?

Vzdálenosti ve vesmíru

Chemické složení vesmíru

České vysoké učení technické v Praze. Ústav technické a experimentální fyziky. Život hvězd. Karel Smolek

Hvězdy se rodí z mezihvězdné látky gravitačním smrštěním. Vlastní gravitací je mezihvězdný oblak stažen do poměrně malého a hustého objektu

pohyb hvězdy ve vesmírném prostoru vlastní pohyb hvězdy pohyb, změna, souřadné soustavy vzhledem ke stálicím precese,

Galaxie - Mléčná dráha - uspořádaná do tvaru disku - zformovala se 3 miliardy let po velkém třesku - její průměr je světelných let

Finále 2018/19, kategorie GH (6. a 7. třída ZŠ) řešení. A Přehledový test. (max. 20 bodů)

Kosmologické kapitoly. Jan Novotný, Jindřiška Svobodová Pedagogická fakulta Masarykova universita, Brno,

Naše Galaxie dávná historie poznávání

Černé díry: brány k poznávání našeho Vesmíru

Základní jednotky v astronomii

Základy spektroskopie a její využití v astronomii

VESMÍR, SLUNEČNÍ SOUSTAVA

Železné lijáky, ohnivé smrště. Zdeněk Mikulášek

Reliktní záření a jeho polarizace. Ústav teoretické fyziky a astrofyziky

Česká zrcadla pod Andami. Martin Vlček

Einsteinových. podle množství. dá snadno určit osud vesmíru tři možné varianty

Kosmické záření. Pavel Kendziorski

Epilog: Ústav teoretické fyziky Matematicko-fyzikální fakulta Univerzita Karlova v Praze PMF


POZOROVÁNÍ SLUNCE VE SPEKTRÁLNÍCH ČARÁCH. Libor Lenža Hvězdárna Valašské Meziříčí, p. o.

Kroužek pro přírodovědecké talenty I lekce 3 SLUNEČNÍ SOUSTAVA

VY_12_INOVACE_115 HVĚZDY

Standardní model částic a jejich interakcí

Mgr. Jan Ptáčník. Astronomie. Fyzika - kvarta Gymnázium J. V. Jirsíka

VÍTEJTE V BÁJEČNÉM SVĚTĚ VESMÍRU VESMÍR JE VŠUDE KOLEM NÁS!

Když vybuchne supernova

Relativistická dynamika

VESMÍR. za počátek vesmíru považujeme velký třesk před 13,7 miliardami let. dochází k obrovskému uvolnění energie, která se rozpíná

Galaxie Vesmír velkých měřítek GALAXIE. Základy astronomie Galaxie 1/47

Koróna, sluneční vítr. Michal Švanda Sluneční fyzika LS 2014/2015

Extragalaktické novy a jejich sledování

Život hvězd. Karel Smolek. Ústav technické a experimentální fyziky, ČVUT

Jiří Grygar: Velký třesk za všechno může... 1/ 22

Astronomie a astrofyzika

Urychlení KZ. Obecné principy, Fermiho urychlení, druhý řád, první řád, spektrum

Jana Nováková Proč jet do CERNu? MFF UK

Pohyby HB v některých význačných silových polích

Astrofyzika. 1. Sluneční soustava. Slunce. Sluneční atmosféra. Slunce Slunce planety planetky komety, meteoroidy prach, plyny

Aneb galaxie pod pláštíkem temnoty. Filip Hroch

Gymnázium Dr. J. Pekaře Mladá Boleslav

B. Hvězdy s větší hmotností spalují termojaderné palivo pomaleji,

Pracovní list Název projektového úkolu VESMÍRNÉ OTÁZKY A ODPOVĚDI Třída V. Název společného projektu MEZI NEBEM A ZEMÍ

NAŠE ZEMĚ VE VESMÍRU Zamysli se nad těmito otázkami

Venuše druhá planeta sluneční soustavy

Slunce zdroj energie pro Zemi

Fyzické proměnné hvězdy (intrinsic variable star)

STŘEDOČESKÝ KRAJ ANTIHMOTA

Korekce souřadnic. 2s [ rad] R. malé změny souřadnic, které je nutno uvažovat při stanovení polohy astronomických objektů. výška pozorovatele

ABSOLVENTSKÁ PRÁCE ZÁKLADNÍ ŠKOLA, ŠKOLNÍ 24, BYSTRÉ ROČNÍK. Astronomie - hvězdy. Michal Doležal

Urychlovače na nebi a pod zemí, aneb Velký třesk za všechno může

Astronomická jednotka (AU)

Pouť k planetám. Která z možností je správná odpověď? OTÁZKY

O tom, co skrývají centra galaxíı. F. Hroch. 10. duben 2009

Kategorie EF pondělí

Gama záblesky Lukáš Fajt

Cesta do nitra Slunce

KAM SPĚJE ASTRONOMIE?

Transkript:

GRB Gama Ray Burst Úvod Objevení a pozorování Lokalizace a hledání optických protějšků Vzdálenosti a rozložení Typy gama záblesků Možné vysvětlení Satelit Fermi

Objev gama záblesků Gama záření je zcela stíněno atmosférou, proto nelze pozorovat ze Země. Gama záblesky objevila americká družice Vela, která měla detekovat tajné jaderné pokusy v letech 1963 1965. Místo toho ale objevila gama záblesky přicházející z kosmu. Původce GRB nebyl nalezen a v roce 1973 byla záležitost předána astronomům. Gama záblesky následně sledoval satelit BATSE s comptonovským detektorem gama záření v letech 1991 2000 Rozložení GRB sledovaných satelitem BATSE se zdá být isotropní Isotropnímu rozložení by odpovídal původ GRB v Ortově mraku, kde ale chybí mechanizmus vzniku

Objev gama záblesků Gama záblesky proto nejsou původem z Mléčné dráhy. Nejsou původem ani z hala kolem galaxie, jinak by byly pozorovány i u jiných galaxií. Pro gama záření nelze vytvořit ostrý obraz a lokalizovat směr příchodu. V 90 letech se hledal astronomický objekt ze kterého by GRB pocházely. Ale přiřazení GRB ke známému objektu se nepodařilo. Vzhledem k isotropnímu rozložení zbývá poslední možnost, a to že gama záblesky přichází z velmi vzdálených galaxií. Ve vzdálenostech několika Gpc se nachází velké množství galaxií isotropně rozložených. U GRB nebylo ale možné určit z jaké vzdálené galaxie přichází.

Batse rozložení gama záblesků 2704 gama záblesků detekovaných družicí BATSE v letech 1991-2000. Rozložení je isotropní.

Hledání optických protějšků Aby se lokalizoval zdroj, ze kterého GRB pochází, hledaly se optické protějšky gama záblesků. Vzhledem k obtížné lokalizaci směru gama záření a krátké době trvání se ale několik let nedařilo optický protějšek najít. První předpoklad byl vytváření GRB při srážkách jetů s mezihvězdnou látkou. Optický protějšek odpovídající tomuto popisu se ale nenašel. První optický protějšek byl nalezen u GRB 970227 detekovaného satelitem BeppoSAX. Byl detekován i rentgenový dosvit. Hostící galaxie ale září velmi slabě a proto nebylo možné určit vzdálenost.

Hledání optických protějšků GRB 970508 detekovaného družicí BeppoSAX byl nalezen optický dosvit, který trval několik měsíců. Ze spektra byl určen rudý posuv 0,835 a vzdálenost 6 Gly. Jde o první změřenou vzdálenost u GRB. GRB 980425 byl určen optický protějšek jak supernova SN 1998bw vzácného typu I/Ib v galaxii ESO 184-G82 ve vzdálenosti 100 Mly. Jednalo se o poměrně slabý a zároveň nejbližší známý GRB. Po roce 2000 bylo nalezeno pomocí robotických teleskopů velké množství optických protějšků GRB detekovaných satelity Swift a Fermi. Nejznámější je GRB 080319B s optickým protějškem +5,8m (z = 0,94, 7,5 Gly).

SN 1998bw, GRB 980425

GRB 080319B

GRB 080319B

Rozložení a vzdálenosti GRB Rozložení gama záblesků se zdá býti isotropní, GRB přicházejí ze všech směrů stejně GRB přichází z kosmologických vzdáleností miliardy světelných let daleko. Nejbližší GRB byl zaznamenán ve vzdálenosti 100 Mly Několik GRB bylo zaznamenáno ve vzdálenosti nad 10 Gly. Nejvzdálenější GRB 090423 s rudým posuvem 8,3 ve vzdálenosti 13 Gly (630 mil. Let po velkém třesku). S klesajícím rudým posuvem pravděpodobně gama záblesků ubývá.

Gama záblesky a rudý posuv

GRB a metalicita Zdá se, že dlouhotrvající gama přichází z oblastí intenzivní tvorby hvězd Gama záblesky z vysokým rudým posuvem přichází přirozeně z oblastí s nízkou metalicitou. Dlouhotrvající GRB s nízkým rudým posuvem pocházejí z galaxií z nízkou metalicitou. GRB 020819 ale pochází z oblastí s vyšší metalicitou

GRB a metalicita

Typy gama záblesků Gama záblesky se vyskytují i na Zemi při bouřkách, příčinou jsou pravděpodobně urychlené elektrony Podobně se gama záblesky vyskytují i na Slunci při erupcích, pravděpodobně způsobené urychlenými částicemi Měkké gama záblesky, které nemají tak velkou energii se vyskytují v Mléčné dráze i jiných galaxiích. Magnituda Mbol měkkých gama záblesků klesá pod -25, i k -30 Příkladem je SGR 1806-20 27.12.2004 v souhvězdí střelce (50 000 Ly, 1,3.1039 J, Mbol = -29, mbol = -13) Příčinou slabých gama záblesků v galaxii může být akrece planet a komet na neutronové hvězdy, praskání kůry neutronové hvězdy. Neutronové hvězdy s magnetickým polem až 1011 T tzv. magnetary jsou zdroje opakovaných gama vzplanutí, záblesk 27.12.2004 je příkladem

SGR 1806-20

Typy GRB Gama záblesků je několik typů podle doby trvání Dlouhé gama záblesky L-GRB trvají několik sekund až desítek sekund. Tyto gama záblesky mají největší energii. Rozložení L-GRB se zdá být isotropní. Dlouhé gama záblesky vznikají pravděpodobně v oblastech s nízkou metalicitou. Druhým typem gama záblesků jsou krátké typy S-GRB. Tento typ gama záblesků trvá jen několik desetin sekundy a změny intenzity trvají milisekundy. Spektrum gama záření je tvrdší než u L-GRB S-GRB pravděpodobně nezávisí na metalicitě a pravděpodobně se tolik nevyskytují v oblastech s vysokým Z. Ze statistického rozdělení se objevuje další málopočetná skupina se střední dobou trvání sekundy až minuty. Byla objevena nedávno a není výrazná. Charakteristika středně dlouhých GRB zatím není.

Rozdělení GRB podle doby trvání

Typy GRB optickým dosvitem krátké a dlouhé, GRB 050709 s

Profily GRB

Dosvit GRB

Dosvit 2

Vlastnosti gama záblesků Gama záblesky dosahují na krátký okamžik obrovské svítivosti převyšující svítivost nadkupy galaxií, a proto jsou detekovány na obrovskou vzdálenost. Mbol -44 až -46, někdy mbol<0, optický protějšek Mv až -35 (-38) Zdroje musí být velmi kompaktní, změny intenzity jsou krátké hlavně u S-GRB Pokud by byla energie isotropně vyzářena, musela by celková energie být 1046-48 J Gama záblesky se zdají být pouze v úzkých kuželech širokých několik stupňů, celková energie pak je 1044-46 J

Teorie vzniku L-GRB V případě L-GRB se pravděpodobně jedná o supernovy typu Ib nebo Ic neobsahující v čarách H (H, He) Progenitor je rotující hmotná hvězda s nízkou metalicitou (vítr nezpomaluje rotaci) Na konci vznikne uprostřed hvězdy černá díra s akrečním diskem, jety z černé díry jsou vypáleny ve směru rotace s Lorencovým faktorem 102-4 Když se jet dostane k povrchu, vzniká L-GRB

Hypernova

Teorie vzniku S-GRB Krátké gama záblesky většinou trvají méně než 1s, záření je tvrdší a energie menší, změny intenzity jsou řádu ms Kompaktní zdroj musí být menší než 300 km z principu kauzality Pravděpodobným mechanizmem je srážka neutronových hvězd nebo neutronové hvězdy s černou dírou U binárního pulsaru nebo NS+BH systém ztrácí energii ve formě gravitačních vln a objekty se přibližují až dojde ke splynutí a vznikne černá díra z akrečním diskem. GRB směřuje ve směru jetu při rotační ose Přeměna neutronové hvězdy na kvarkovou není tak pravděpodobná. V takovém případě by příčinou GRB byla změna potenciální energie a také vazebné energie mezi kvarky (přechod na podivnou hmotu)

Neutron star colliding

Teorie vzniku - další GRB se střední dobou trvání, pokud existují budou vznikat možná úplně jinak Možná se jedná o srážku bílého trpaslíka s neutronovou hvězdou nebo černou dírou Srážka dvou bílých trpaslíků by pravděpodobně nestačila pro GRB

Proč gama záření Při hypernově (SN+GRB) se látka velmi zahřívá a tak může být část záření tepelné Avšak spektrum se táhne až k TeV, gama záření z části vzniká pravděpodobně jako synchrotronové Kromě gama záření vzniká kosmické záření a termální neutrina Je několik modelů průběhu GRB, např canonball, fireball

Fermi Vypuštěný, 4.3.2008, pozorování od června 2008 Oběžná dráha ve výšce 550 km, perioda 95 minut Rozsah 30 Mev 300 GeV Large Area telescope zorné pole 20% oblohy, rozlišení 3 při 100 MeV, několik minut u vysokých enerií Blazary, aktivní galaxie, gama záblesky, neutronové hvězdy, zbytky supernov, kosmické záření Slunce, Mléčná dráha, pozadí v gama oboru, ranný vesmír Temná hmota a fundamentální fyzika (OTR, kvantová gravitace)

Fermi GRB, Solar Flares

Fermi - plán

Fermi - obloha

Fermi - pulsary

Plány 1. Seznámení se s tématem gama záblesků. 2. Seznámení se statistiskými metodami použitými u gama záblesků. 3. Shromažďování pozorovatelských dat z nejnovějších družic. 4. Použití statistických metod u těchto dat. 5. Srovnávání s jinými prácemi. 6. Sepsání a obhajoba diplomové práce. 1. Mészáros P.: Reports on Progress in Physics, 69, 2259-2321 (2006). 2. http://fermi.gsfc.nasa.gov/science/grbst/