11 milionů světelných let od domova...... aneb tady je Kentaurovo Michal Vlasák (FJFI ČVUT) 11 milionů světelných let od domova... EJČF Workshop 2013 1 / 21
původ kosmického záření stále nejasný z interakce kosmického záření s mikrovlným pozadím: GZK limita, E GZK 4 10 19 ev kosmické záření s vyšší energií pochází z blížších extragalaktických zdrojů než tzv. GZK radius, r GZK 100 Mpc naše Galaxie 30 kpc, k sousední galaxii M31 v Andromedě 0, 6 Mpc Michal Vlasák (FJFI ČVUT) 11 milionů světelných let od domova... EJČF Workshop 2013 2 / 21
k urychlení nabitých částic potřeba magnetického pole, buď velmi intenzivního anebo velmi rozlehlého Larmorův poloměr trajektorie, po které se nabitá částice v magnetickém poli pohybuje, musí být menší než je velikost oblasti, v níž částice získává energii pro proton s 10 15 ev 0.5 pc, pro 10 19 ev kpc Michael Hillas (1984) - Objekty ležící pod diagonálami už nedokáží urychlit daný typ částice na energii uvedenou u každé z čar Michal Vlasák (FJFI ČVUT) 11 milionů světelných let od domova... EJČF Workshop 2013 3 / 21
tři typy objektů jako slibní kandidáti: malé neutronové hvězdy, které obklopuje intenzivní magnetické pole aktivní galaktická jádra, kde černá díra o hmotnosti několika desítek miliónů hmotností Sluncí aktivně polyká okolní hmotu velmi rozsáhlé rádiové laloky, které nacházíme v aktivních rádiových galaxiích... pouze spekulativní, i tyto objekty dosahují pouze stěží na hranici 10 20 ev, a to víceméně jen v případě, že efektivita urychlování je téměř stoprocentní předpoklad Fermiho urychlování - částice se pohybuje mnohokrát tam a zpět v gradientu magnetického pole a v každém cyklu získá trochu energie navíc Michal Vlasák (FJFI ČVUT) 11 milionů světelných let od domova... EJČF Workshop 2013 4 / 21
určení zdrojů kosmického záření na základě jejich rozložení na obloze v případě neutronový hvězd bychom měli vidět více částic, které přichází z prostoru okolí roviny naší Galaxie v případě o rádiové laloky aktivních galaxií jen pár vhodných kandidátů analýza prostorového rozložení směrů příchodů může být poněkud ošemetná trajektorie částic jsou stále ovlivňovány magnetickým polem pro nejvyšší energie vliv sice nejmenší, ale pořád o jednotky stupňů v případě protonů a o desítky stupňů pro těžší jádra pozorovaná distribuce směrů příchodů částic kosmického záření je klíčovým vodítkem ke správné identifikaci zdrojů snaha o korelaci mezi kosmickým zářením a aktivními galaktickými jádry Michal Vlasák (FJFI ČVUT) 11 milionů světelných let od domova... EJČF Workshop 2013 5 / 21
Pierre Auger Observatory - 2007: 27 eventu s energiı E 55 EeV Michal Vlasa k (FJFI C VUT) 11 milionu sve telny ch let od domova... EJC F Workshop 2013 6 / 21
Pierre Auger Observatory - 2009, 69 eventů s energií E 55 EeV Michal Vlasák (FJFI ČVUT) 11 milionů světelných let od domova... EJČF Workshop 2013 7 / 21
Z historie... 4. srpen 1826: Centaurus A (NGC 5128) objevil James Dunlop na observatoři Parramatta v Australii 1948/49: John Bolton, Gordon Stanley, a Bruce Slee označili Centaurus A jako silnou radio galaxii 1986: Supernova 1986G 1997: Kenneth Kellermann, Anton Zensus, a Marshall Cohen - jádro má jen 10 světelných dnů 2008: hmotnost černé díry stanovena na (5.5 ± 3.0) 10 7 M Slunce Michal Vlasák (FJFI ČVUT) 11 milionů světelných let od domova... EJČF Workshop 2013 8 / 21
Michal Vlasák (FJFI ČVUT) 11 milionů světelných let od domova... EJČF Workshop 2013 9 / 21
Michal Vlasa k (FJFI C VUT) 11 milionu sve telny ch let od domova... EJC F Workshop 2013 12 / 21
Michal Vlasák (FJFI ČVUT) 11 milionů světelných let od domova... EJČF Workshop 2013 13 / 21
Michal Vlasák (FJFI ČVUT) 11 milionů světelných let od domova... EJČF Workshop 2013 14 / 21
Galaktické magnetické pole Galaktické magnetické pole lze rozdělit na dvě části: disk a halo, obě s regulární a turbulentní komponentou většina informace o regularní komponentě disku z měření Faradayovy rotace pulsarů a extragalaktických radiových zdrojů Michal Vlasák (FJFI ČVUT) 11 milionů světelných let od domova... EJČF Workshop 2013 15 / 21
Galaktické magnetické pole spirální diskové magnetické pole: axisymetrický (ASS) model (a) x bisymetrický (BSS) model (b); kvadrupólová struktura (c) x dipólová struktura (d) Michal Vlasák (FJFI ČVUT) 11 milionů světelných let od domova... EJČF Workshop 2013 16 / 21
Galaktocentrické cylindrické souřadnice B r = B(r, θ) sin p, B θ = B(r, θ) cos p, ( B(r, θ) = b(r) cos θ 1 ) tan p ln(r/ξ0), ξ 0 = (R 0 + d) exp ( π ) 2 tan p, B(r, θ, z) = f(z)b(r, θ) Michal Vlasák (FJFI ČVUT) 11 milionů světelných let od domova... EJČF Workshop 2013 17 / 21
Modely galaktických magnetických polí: TT model: (Tinyakov a Tkachev) b(r) r 1 pro r > r min = 4 kpc a b(r) = konst. pro r r min f(z) = exp( z /z 0), kde z 0 = 1.5 kpc představuje velikost halo. HMR model: (Harari, Mollerach a Roulet) b(r) = 3R0 r tanh 3 (r/r 1), f(z) = 1 2 cosh(z/z + 1 1) 2 cosh(z/z 2) r 1 = 2 kpc, z 1 = 0.3 kpc, z 2 = 4 kpc. Pro r r 1 je b(r) r 1 a vymizí v galaktickém centru. R 0 = 8.5 kpc je vzdálenost Slunce od středu galaxie. PS model: (Prouza a Šmída) kde z 0 = 1 kpc. b(r) = 3 R0 r, B(r, θ, z) = B(r, θ) e( z /z 0), Michal Vlasák (FJFI ČVUT) 11 milionů světelných let od domova... EJČF Workshop 2013 18 / 21
TT model HMR model PS model Michal Vlasák (FJFI ČVUT) 11 milionů světelných let od domova... EJČF Workshop 2013 19 / 21
Něco málo, co ještě zbývá doladit... Je Centaurus A opravdu zdrojem vysokoenergetického kosmického záření? Jaký je původ ostatních eventů? Jaký je model galaktického magnetického pole? Jaký je původ galaktického magnetického pole? a extragalaktické magnetické pole? Michal Vlasák (FJFI ČVUT) 11 milionů světelných let od domova... EJČF Workshop 2013 20 / 21
A to je vše... :-) Michal Vlasák (FJFI ČVUT) 11 milionů světelných let od domova... EJČF Workshop 2013 21 / 21