Всероссийская конференция «Современная звёздная...
-
Upload
wing-carson -
Category
Documents
-
view
50 -
download
0
description
Transcript of Всероссийская конференция «Современная звёздная...
1
Всероссийская конференция«Современная звёздная астрономия-2014»
(Южный Федеральный Университет, г. Ростов-на-Дону)
Чечин Л.М., Г.М. Авхунбаева, Д.Кайраткызы
О новых моделях гравитационных линз
2
Примеры гравитационных линз.1
3
Примеры гравитационных линз. 2
4
Примеры гравитационных линз. 3
5
Другие наблюдательные данные о галактических линзах
• Впоследствии было получено известие об открытии галактической линзы, расположенной на пути к квазару 1115+080 и со всей очевидностью приводящей к наличию тройного изображения этого квазара.
• Теория предсказывает, что количество изображений должно быть нечетным; и действительно, третье изображение, хотя и очень слабое, появляется на некоторых снимках квазара 0957+561, полученных с помощью большого радиотелескопа в Нью-Мексико. Более того, изображение квазара 1115+080, по всей видимости, является пятикратным. Согласно исследованиям группы Юнга, наличие многократных изображений может позволить провести новое измерение хаббловской константы расширения Вселенной, величина которой неоднократно пересматривалась и в настоящее время все еще является предметом дискуссий и полемики.
• Если наши представления соответствуют действительности, то галактическая линза должна иметь колоссальные размеры, ее диаметр должен превышать миллионы световых лет, а в образование такой линзы должны давать вклад гравитационные поля целого скопления галактик. Мы находимся в преддверии новой эпохи в астрофизике, когда сведения о далеких галактиках будут получены путем исследования влияния их гравитации на свет, идущий от еще более далеких объектов, расположенных на одной с ними линии. Примерно десять миллиардов галактик можно наблюдать (во всяком случае, в принципе) в космосе; любой очень далеко расположенный квазар так или иначе оказывается на одной прямой с какой-нибудь более близкой к нам галактикой, которая искажает его изображение. До сих пор мы имели дело только с двумя крайними случаями таких искажений; наверняка существуют и другие искажения, которые еще не распознаны. Присутствие галактик искажает изображения далеких объектов, и наиболее удаленные области Вселенной выглядят деформированными, как дно горного потока.
6
Схема гравитационной линзы
7
Астрофизический институт им. ВГ.Фесенкова
8
Коэффициент усиления гравитационной линзы. Г.А.Тихов
2
2
2
2
12,
14
l lq x
l
Г.А.Тихов
9
Структура галактики
10
BM
DM
О¢¢
О
О¢
Модель сферически – симметричной двухкомпонентной гравитационной линзы
11
Распределение барионного вещества в галактике
3
3( ) ,
(1 )B B Bp
Г.М.Идлис
12
Двухкомпонентная гравитационная линза
Исследовано распространение лучей света в сферически симметричном гравитационном поле галактики, порождаемом как темной материей, так и барионной составляющей. Основное внимание уделено случаю, когда вклады этих компонент в гравитационное линзирование сравнимы друг с другом. Показано, что положения изображений линзируемого объекта зависят от типов профилей барионной и темной материй.
13
Алгебраическое аберрационное уравнение. 1
xtgxP
nn
nn PPPPPPPP ..........)( 2
2102
21
10
0
1 1 20 1 2( ..... )nnP p P P P x
P p P
Авхунбаева Г.М., Аймуратов Е.К., Умиралиева А.Ж. // Известия ВУЗов. Физика, 2012, т. 55, № 6
14
Алгебраическое аберрационное уравнение. 2
Будем использовать мультипликативное представление показателя преломления для двухкомпонентной среды (темная материя и барионная материя). Это позволяет записать приближенное выражение общего показателя преломления в виде
BMDMBMDM nnn 1
15
Алгебраическое аберрационное уравнение. 3
Показатель преломления галактики и угол отклонения ГЛ с
распределением темной материи по Наварро- Френку- Уайту
и распределением барионной материи по Идлису имеют
вид:
2
0
220
'02
0
2002
2002 3
4
5
881
r
rr
c
G
r
rr
c
Gr
c
Gn IdNFW
2
0
22002
0
2002
2002
'3
4
5
882
r
rr
c
G
r
rr
c
Gr
c
GIdNFW
5 66 3 30 3 10 / 4 10 10( 28) /M см г см 3,"4 IdNFW
смP
смP23
2
231
108.1
,108.2
Chechin L.M., Avkhynbayeva G.M. // Astronomical and Astrophysical Transactions, 2013, v. 28, issue 2
16
Модель гравитационной линзы для темной материи, описываемой потенциалом небесно-механического типа
• Для описания глобальных свойств скалярных полей, как представляется, можно использовать простейшего форму потенциала небесно-механического типа
φ
μ=φU
2
1 1 11 ln 2
2 22
μ μρ r = + E r
r E rE
2
2 11 2 1 12 2 2 2
2 2 4 41 ln ln
2 4
rG G G Gn= r r r r
c c c r c
k kp p p pk k k k+ - - +
22
22 2 2 2
2 2 4 42[ ln ln ]
2 4
G G G G r= r r r r
c c c r c
p p p k p kk k k kDQ - - +
Chechin L.M. // Journal of Modern Physics, 2012, v. 3, No 5
17
Другие модели гравитационных линз
• Вращающиеся гравитационные линзы с распределением темной материи по Наварро– Френку- Уайту
• Заряженные гравитационные линзы с распределением барионной материи по Идлису
20.04.7101.0102.37 66 RotationNFW
2911001.010992.0 34arg
echId
18
Аберрационное уравнение в пространстве де Ситтера
3 22 1p p 4 0
3 xM
2
33 3 3 3 6 6
1 6 1 6 1
2 4 4 4
1 1M Mp x x x x
263 10x см
30 301 25 10 , 6.9 10сp pм см
Чечин Л.М., Кайраткызы Д. // Доклады НАН РК, 2013, № 5, 16.
19
Дифференциальное аберрационное уравнение. 1
Аберрационное уравнение, приведенное в предыдущем разделе, записано в алгебраическом виде. Однако такая запись, строго говоря, допустима лишь в плоском пространстве-времени. В нашем же случае пространство-время является искривленным, что приводит к необходимости перехода к аберрационному уравнению в дифференциальном виде.
dp
drp
2
1
1
( ) 4 4 8.
dp dp pI pdp
p M p M M
2 3
0( ) ( 1)
.M
dz dzI dr
H z H z
20
Дифференциальное аберрационное уравнение. 2
• При больших красных смещениях
Отсюда вытекает естественный вывод о том, что при больших красных смещениях положение изображения приближается к положению наблюдаемого объекта.
• При малых красных смещениях
Таким образом, при малых красных смещениях положение изображения будет увеличиваться по отношению к положению объекта.
1 48 ( 1) .p M zz
1 2
0 0
8 8( ) .
Mz Mp z z
H H
21
Движение света на больших космологических масштабах
22
Гравитационные линзы высокого разрешения. 1.
Рассмотрено некоторое множество точечных гравитационных линз, расположенных между наблюдателем и источником, на одном и том же расстоянии от наблюдателя [Witt H.J. Astrophys. J., 1993, v. 403, P. 505]. Система точечных гравитационных линз проанализирована также в статье [Захаров А.Ф., Сажин М.В. Гравитационное микролинзирование. // УФН, 1998, т. 168, № 10, С. 1041]
23
Гравитационные линзы высокого разрешения. 2
aa
a
aa
a
a
a
b
ba
a
a
aa
a a a
a
iaa
iaa
ar
I
c
Gaar
ar
I
c
G
ba
m
ar
m
c
Ga
ar
m
c
Garm
tc
G
ar
m
c
Gar
ar
Ia
ar
m
c
G
ar
m
c
G
23434
4
22
42
2
4
2
4
2
332
1212
462
484
24
Двойная гравитационная линза высокого разрешения.1
1 2 1 2
3
1 2 2 1 2 1
8.a
m m R m m RG
c r m m Rm r m m Rm
2
8.a
G R R
c c
RG
c
c
Ra
8
2
25
Двойная гравитационная линза высокого разрешения. 2
• Пусть .
• В качестве двойной системы выберем тесную пару галактик NGC 4567 и NGC 4568.
100,0 a
110c
R
Чечин Л.М., Курманов Е., Сабаев Е. // ДАН РК, 2014 (в печати)
26
Двойная гравитационная линза высокого разрешения. 3
• Из проделанных расчетов видно, что с повышением точности гравитационного линзирования можно измерять линейные скорости в двойных галактиках с весьма большой точностью.
• Таким образом, гравитационное линзирование действительно представляет собой независимый метод определения величин линейных скоростей в двойных галактических системах.
27
Meeting with Nobel Prize laureate in physics 2006 G.F.Smoot III. Astana, May, 23, 2013
28
Thanks for attention !!!