slide1 n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
bliski prolazi galaksija kao novi I zvor I kosmičkog zračenja i litijuma PowerPoint Presentation
Download Presentation
bliski prolazi galaksija kao novi I zvor I kosmičkog zračenja i litijuma

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 37

bliski prolazi galaksija kao novi I zvor I kosmičkog zračenja i litijuma - PowerPoint PPT Presentation


  • 152 Views
  • Uploaded on

Tijana Prodanović, Univerzitet u Novom Sadu Tamara Bogdanović , Georgia Institute of Technology Dejan Urošević, Univerzitet u Beogradu. bliski prolazi galaksija kao novi I zvor I kosmičkog zračenja i litijuma. Posmatrački dokazi modela Velikog praska Širenje svemira ~ T+10 10 god

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'bliski prolazi galaksija kao novi I zvor I kosmičkog zračenja i litijuma' - remedios-knox


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
slide1
Seminar katedre za astronomiju, Beograd, 11.12. 2012.

Tijana Prodanović, Univerzitet u Novom Sadu

Tamara Bogdanović, Georgia Institute of Technology

Dejan Urošević, Univerzitet u Beogradu

bliski prolazi galaksija kao novi IzvorIkosmičkog zračenja i litijuma

tri stuba kosmologije

Posmatrački dokazi modela Velikog praska

Širenje svemira ~ T+1010 god

Kosmičko pozadinsko zračenje ~ T+4x105 god

Nukleosinteza Velikog praska (BBN) ~ T+1 sec.

Testira najraniju epohu!

Tijana Prodanovic @ SF Cosmology Workshop prodanvc@df.uns.ac.rs

tri stuba kosmologije
primordijalni nuklearni reaktor

Velika temperatura, gustina, širenje

    • Sinteza najlakših elemenata – D, 3He, 4He, 7Li
    • Ko je brži – širenje ili reakcije (brže širenje – manje vremena za nukleosintezu)
  • Početni uslovi + fizika
  • Dobijamo primordijalne zastupljenosti
  • Poredimo sa posmatranjima
  • Proveravamo fiziku i kosmologiju!

Tijana Prodanovic @ SF Cosmology Workshop prodanvc@df.uns.ac.rs

primordijalni nuklearni reaktor

PRIMORDIAL

LHC

teorijske primordijalne zastupljenosti

Schramm grafik

Zastupljenost vs. gustina bariona

Krive: BBN predikcije

1σ greške – nuklearni preseci reakcija

Merimo zastupljenost – očitamo gustinu bariona

Merimo gustinu bariona – očitamo zastupljenost

Jednostavno!(?)

Tijana Prodanovic @ SF Cosmology Workshop prodanvc@df.uns.ac.rs

teorijske Primordijalne zastupljenosti

Cyburt et al. 2004, 2008

kosmi ko pozadinsko zra enje cmb

Nekada deuterijum za određivanje gustine bariona

Danas gustinu bariona određena iz CMB posmatranja

WMAP – Era kosmologije visoke preciznosti!

CMB & BBN – testiramo kosmologiju!

WMAP (Dunkley et al. 2008):

Tijana Prodanovic @ SF Cosmology Workshop prodanvc@df.uns.ac.rs

Kosmičko pozadinsko zračenje (CMB)
bbn cmb

WMAP – fiksira gustinu bariona

Teorija nukleosinteze dalje određuje primordijalne

Jednostavno!

Šta kažu posmatranja?

Tijana Prodanovic @ SF Cosmology Workshop prodanvc@df.uns.ac.rs

BBN & CMB
teorija vs posmatranja

BBN teorijske krive

CMB – barioni

Posmatranja - pravougaonici

4He – OK 

D – pun pogodak! 

7Li – problem! 

Tijana Prodanovic @ SF Cosmology Workshop prodanvc@df.uns.ac.rs

teorija vs. posmatranja?

Cyburt et al. 2003, 2008

saglasnost

Cyburt et al. 2008.

Teorija (plavo)

Posmatranja (žuto)

Litijum potpuno omašio!

Raskorak za faktor 3-4!

PROBLEM!

Tijana Prodanovic @ SF Cosmology Workshop prodanvc@df.uns.ac.rs

saglasnost?
poreklo litijuma

Dva izotopa – 6 i 7

  • Proizvodnja 7Li
    • BBN
    • kosmičko zračenje (recept: udarni talas, magnetno polje, naelektrisane čestice)
      • fuzija
      • spalacija
    • u supernovama tipa II (neutrinski proces – spalacija u C omotaču usled neutrina – 11B, 10B i 7Li)
  • Proizvodnja 6Li
    • kosmičko zračenje

Seminar katedre za astronomiju, Beograd, 11.12. 2012.

Poreklo litijuma
merenja primordijalnog litijuma

Spite & Spite 1982

Zvezde niske metaličnosti u halou

(Skoro) Jednaka zastupljenost Li ka niskim metaličnostima

Vrlo malo odstupanja!

Primordijalni plato?

Tijana Prodanovic @ SF Cosmology Workshop prodanvc@df.uns.ac.rs

merenja primordijalnog litijuma

Lemoine 1997

problem litijuma1

Spite “plato” za faktor ~ 2- 4 niži od predviđene (CMB+BBN) primordijalne zastupljenosti

Tijana Prodanovic @ SF Cosmology Workshop prodanvc@df.uns.ac.rs

problem litijuma

Asplund et al. 2006

Uništavanje Li umesto očekivane post-BBN proizvodnje!?

problem litijuma jo ve i

6Li “plato”? Ne proizvodi se tokom BBN epohe!

  • Post-BBN proizvodnja putem kosmičkog zračenja (CR)
    • Galaktičko CR - 6Li raste sa metaličnošću
    • Kosmološko CR? – 6Li ne zavisi od metaličnosti

Tijana Prodanovic @ SF Cosmology Workshop prodanvc@df.uns.ac.rs

problem litijuma još veći?

Očekivan ali nizak

7Li plato

6Li plato

Neočekivan

Asplund et al. (2006)

problem litijuma jo ve i1

Kosmološko kosmičko zračenje

    • Udarni talasi tokom formiranja struktura (npr. Dobardžić & Prodanović 2012)
    • Primordijalan sastav – samo H & He
    • Proizvode Li (6,7) bez nastanka drugih elemenata (Be & B) tipičnih za GCR
    • Ovako stvoren Li bi kontaminirao primordijalan sastav Li u zvezdama haloa (Suzuki & Inoue 2002)
    • Još veće odstupanje!

Tijana Prodanovic @ SF Cosmology Workshop prodanvc@df.uns.ac.rs

problem litijuma još veći?

Miniati et al. 2000

glavni problemi

Merene zastupljenosti su ispod očekivanih u velikom opsegu niskih metaličnosti

Kako ravnomerno uništiti Li u različitim zvezdama na različitim metaličnostima?

Da li je 6Li plato zaista “plato” i zaista tu?

Kontaminacija usled drugih izvora 6,7Li ?

Tijana Prodanovic @ SF Cosmology Workshop prodanvc@df.uns.ac.rs

glavni problemi
ko je kriv
Tijana Prodanovic @ SF Cosmology Workshop prodanvc@df.uns.ac.rsko je kriv?
  • Posmatranja?
  • Merene zastupljenosti pogrešne?
  • Problem sa modeliranjem zvezdanih atmosfera?
  • Teorija?
  • Merene zastupljenosti tačne?
  • Naći način da se Li uništi pre no što uđe u zvezde
  • Nova fizika?
posmatranja litijuma

Odlična u međuzvezdanoj sredini! 

    • Oba izotopa jasno odvojena
  • Komplikovano u zvezdama 
    • 6Li unosi samo malu asimetriju na liniju 7Li – iz toga dobijamo odnos zastupljenost i ovih izotopa

Tijana Prodanovic @ SF Cosmology Workshop prodanvc@df.uns.ac.rs

Posmatranja litijuma

7Li

6Li

Knauth et al. 2002

Asplund et al. 2006

posmatranja litijuma1

Apsorpcione linije u zvezdanim atmosferama

  • Modeliranje! Ne-LTE, 1D vs. 3D
    • Li u glavnom jonizovan u atmosferama
    • Mora se odrediti LiII/Li I odnos
    • Osetljivo na temperaturu
  • Rešenje Li problema zahteva mnogo veću temperaturu? ΔT ~ 500-600K?
    • Utiče na druge elemente (Be, B, O)
    • Casagrande et al. 2010 – nova, detaljna procena T skale daje ΔT ~ 200K

Tijana Prodanovic @ SF Cosmology Workshop prodanvc@df.uns.ac.rs

Posmatranja litijuma
modeliranje me anja litijuma

Litijum se lako sagoreva u

zvezdama

  • Konvekcija uništava!
    • Površinski materijal meša se u dublje slojeve – Li se sagoreva
    • Ako se 7Li sagoreva – 6Li se sagoreva još više!
  • Ali nedovoljno i neuniformno!
    • Različite zvezde – različite konvektivne zone
    • Javilo bi se odstupanje od “platoa”!
    • Zvezde niže metaličnosti imaju pliće konvektivne zone!

Tijana Prodanovic @ SF Cosmology Workshop prodanvc@df.uns.ac.rs

modeliranje mešanja litijuma
nova astro fizika

Problem litijuma i dalje prisutan

Bez ikakvog konvencionalnog rešenja...za sada

Problem 7Li se mora rešiti bez da se stvore drugi problemi za druge lake elemente!

Bonus: Isto rešenje kojim se uništava 7Li može biti novi 6Li?

Uticaj tamne materije tokom BBN epohe?

Tijana Prodanovic @ SF Cosmology Workshop prodanvc@df.uns.ac.rs

Nova (astro)fizika
druga iji pristup

Naći novu sredinu za merenje Li!

  • High Velocity Clouds (Prodanovic & Fields 204)
    • (U nekima) Niska metaličnost (~ 10% solarne)
    • Malo prašine
    • Bez komplikacija sa stelarnim modelovanjem
    • Nezavisan test pre-galaktičke

proizvodnje Li

  • Ali visoka jonizacija,

niska gustina, teško za

merenje

Tijana Prodanovic @ SF Cosmology Workshop prodanvc@df.uns.ac.rs

drugačiji pristup
mali magelanov oblak

Nova sredinu za merenje Li!

  • Mali Magelanov oblak (Howk et al 2012)
    • Metaličnost ~ 0.20 solarne
    • Izmerena zastupljenost Li u gasnoj fazi (i izotopski odnos!)
    • Nezavisan test problema

litijuma!

Tijana Prodanovic @ SF Cosmology Workshop prodanvc@df.uns.ac.rs

Mali magelanov oblak
mali magelanov oblak1

Howk et al. 2012, Nature

Merena zastupljenost u skladu sa teorijskom primordijalnom vrednošću (iznad merenog platoa)

Problem Li usled zvezdanog modeliranja?

Malo

prostora za

proizvodnju Li

kosmičkim

zračenjem

post-BBN

Tijana Prodanovic @ SF Cosmology Workshop prodanvc@df.uns.ac.rs

Mali magelanov oblak
bliski prolazi

Interakcije, sudari i bliski prolazi utiču na morfologiju galaksija

Posebno jak efekat na male satelitske galaksije pod dejstvom uticaja velike (npr SMC & MW)

Seminar katedre za astronomiju, Beograd, 11.12. 2012.

bliski prolazi
plimski udarni talasi

Interakcije galaksija – jaki udarni talasi na velikim skalama (npr. Cox et al. 2006)

Bliski prolazi galaksija – plimski udarni talasi

“Magelanov mlaz” posledica plimske interakcije Malog i Velikog magelanovog oblaka pre ~ 2Gyr? ( Diaz & Bekki 2012)

Seminar katedre za astronomiju, Beograd, 11.12. 2012.

Plimski udarni talasi
plimsko kosmi ko zra enje

Udarni talas + magnetno polje = plimskokosmičko zračenje (TCR)

  • Nukleosinteza – proizvodnja LiBeB
  • Ali ako sistem niske metaličnosti
    • nema CNO
    • proizvodnja samo 6,7Li
  • Dovoljno energije u grav. interakciji

Seminar katedre za astronomiju, Beograd, 11.12. 2012.

Plimsko kosmičko zračenje
tcr lit ijum

Koliko Li može da nastane u ovakvim interakcijama?

Jednostavan model – poredimo sa udarnim talasima supernovih

Seminar katedre za astronomiju, Beograd, 11.12. 2012.

TCR & litijum

GCR

TCR

vs

  • Kratko i intenzivno ubrizgavanje kosmičkog zračenja
  • Udarni talas na velikoj skali
  • Nije praćeno povećanjem metaličnosti
  • Konstantno ubrizgavanje kosmičkog zračenja
  • Udarni talas na maloj skali
  • Praćeno povećanjem metaličnosti
tcr litijum

Ako LiTCR = LiGCR

    • koliki TCR fluks je potreban?
    • kolika treba da bude skala plimskog talasa?
  • Ukupna masa gasa preko koje treba plimski talas da predje u odnosu na ukupnu masu gasa u sistemu

Seminar katedre za astronomiju, Beograd, 11.12. 2012.

TCR & Litijum

metaličnost sistema

efikasnost ubrzanja čestica u udarnom talasu

koncentracija gasa sistema

SNR poluprecnik do kog se čestice efikasno ubrzavaju

masa Fe koju izbaci 1 supernova

životni vek TCR populacije

tcr litijum smc

Za solarnu metaličnost, čitav sistem treba biti 8 puta izložen plimskim talasima da TCR proizvedu istu količinu Li kao GCR!

  • SMC (metaličnost ~ 1/5 solarne)
    • Samo 2 interakcije dovoljne da TCR naprave istu količinu litijuma kao GCR!
    • SMC pretrpeo bar 2 interakcije sa LMC i 1 sa MW!

Seminar katedre za astronomiju, Beograd, 11.12. 2012.

TCR, Litijum & SMC
implikacije

Ako TCR nisu bili prisutni u SMC

    • Očekivani izotopski odnos je
  • Ako je značajna količina ukupne Li zastupljenost u SMC poreklom od TCR
    • Izotopski odnos biće
  • Izmereni izotopski odnos (Howk et al. 2012)
  • Naš model je u saglasnost sa posmatranjima!

Seminar katedre za astronomiju, Beograd, 11.12. 2012.

Implikacije
implikacije1

Ako je značajna količina ukupne Li zastupljenost u SMC poreklom od TCR

    • Li izmeren u SMC gasu nije reprezentativan za primordijalnu vrednost i poređenje sa MW – korekcija na dole!
    • Li problem ostaje!
    • Rešenje u

nestandardnoj fizici?

Seminar katedre za astronomiju, Beograd, 11.12. 2012.

Implikacije
implikacije2

Pojačana radio emisija zbog prisustva TCR

    • očekuje se jaka sinhrotronska emisija na vremenskoj skali ~ 107 yr
    • Napomena: udarni talasi izazvali bi i intenzivnije formiranje zvezda – naknadno veći fluks standardnog GCR, ali vremenska skala duža
  • Uočena pojačana radio emisija u interagujući sistemu M51!
    • pogotovo izraženo kod

manje interagujuće

komponent!

    • TCR uhvaćeni na delu?

Seminar katedre za astronomiju, Beograd, 11.12. 2012.

Implikacije

Whirpool, M51

zaklju ak

Problem litijuma i dalje nerešen

  • Li meren u zvezdama haloa – komplikovano
  • Neophodno nezavisno merenje u gasu
  • Li meren u SCM gasu, 1/5 solarne metaličnosti
    • U skladu sa teorijskom primordijalnom vrednošću ali malo mesta za

post-BBN proizvodnju Li

    • Ukazuje da je problem u

modeliranju zvezda?

Seminar katedre za astronomiju, Beograd, 11.12. 2012.

Zaključak
zaklju ak1

SMC je “preživeo” nekoliko

bliskih prilaza sa LMC i MW

  • Bliski prilazi rezultuju plimskim udarnim talasima
  • Plimsko kosmičko zračenje (TCR)
  • Koliko Li mogu TCR da naprave?

(Prodanović, Bogdanović & Urošević 2012)

  • 2 bliska prilaza dovoljna da TCR naprave istu količinu Li kao GCR tokom istorije!
    • u skladu sa merenim izotopskim odnosom!
    • u skladu sa radio emisijom interagujućih sistema!?

Seminar katedre za astronomiju, Beograd, 11.12. 2012.

Zaključak
zaklju ak2

Interagujući sistemi

    • Veliki uticaj na manju interagujuću komponentu
    • Nova populacija kosmičkog zračenja
    • Nov izvor litijuma
  • SMC merenja Li
    • I Li u halo zvezdama i u SMC gasu niži od očekivane primordijalne vrednosti
    • Ukazuje na novu fiziku!?

Seminar katedre za astronomiju, Beograd, 11.12. 2012.

Zaključak