AstrofizykaStrona grupy astrofizycznej w CFT

Czarne dziury o masach rzędu kilku mas Słońca powstają w wyniku kolapsu masywnych gwiazd, po wyczerpaniu się paliwa jądrowego w ich wnętrzach i wybuchu supernowej.
Zagadka powstawania supermasywnych czarnych dziur, znajdujących się w centrach aktywnych galaktyk i kwazarach, jest trudniejsza do rozwikłania. Trwają badania nad zagadnieniem hierarchicznego wzrostu tych obiektów w wyniku koalescencji. Z kolei klasa piewrotnych czarnych dziur, które powstały w wyniku fluktuacji gęstości we wczesnym Wszechświecie, może również kontrybuować do populacji obiektów zwartych.

Czarne dziury o masach gwiazdowych występują często w układach podwójnych z gwiaqzdami ciągu głównego lub olbrzymami. Przechwytują one materię od swoich towarzyszy, w tempie około jednej-milionowej masy Słońca na rok. Rotująca materia tworzy w płaszczyźnie równikowej układu strukturę zwaną dyskiem akrecyjnym. W wyniku procesów lepkich, materia ta nagrzewa się do wysokich temperatur i jest źródłem promieniowania w zakresie rentgenowskim.

Czarne dziury o masach gwiazdowych występują także w centrach błysków gamma. Błyski te są przejściowymi zjawiskami na niebie i pojawiają sie niemal codziennie, niosąc ze sobą wysokoenergetyczne fotony z najdalszych zakątków wszechświata. Eksplozje o ogromnej mocy, które leżą u źródła obserwowanych błysków, są zwiazane z narodzinami nowych czarnych dziur, które pozyskują masę w tempie około jednej masy Słońca na sekundę. Akrecja na szybko rotującą czarną dziurę oraz silne namagnesowanie wciąganej pod horyzont plazmy stanowi odpowiedni “silnik”, napędzający wyrzut ultra-szybkich strug (dżetów) wyrzucanych w kierunku osi rotacji (oraz w kierunku linii widzenia obserwatora). Energia kinetyczna tych strug jest transformowana na promieniowanie gamma.

W naszych badaniach, grupa astrofizyczna w CFT zajmuje się czarnymi dziurami we Wszechświecie w całym zakersie ich mas. Badamy procesy akrecji i wypływu materii z okolic czarnych dziur, stosując metody numerycznych symulacji komputerowych. Wyniki obliczeń konfrontujemy z danymi z obserwacji dostępnych dzięki obserwacjom nieba w zakresie wysokich energii.

Rozwiń menu tej strony, aby przeczytać więcej o naszych badaniach, ich wynikach, a także obejrzeć ilustracje i animacje pochodzące z naszych obliczeń, lub danych obserwacyjnych. W szczególności, tematy badawcze w naszej grupie obejmują:

• Zlewanie się par czarnych dziur i fale grawitacyjne
  
• Akrecja na czarną dziurę z małym momentem pędu
• Akrecja sferyczna na czarną dziurę
• Błyski gamma – centralny silnik chłodzony neutrinami
  
• Chaos deterministyczny w rentgenowskich krzywych blasku mikrokwazarów
  
• Chaotyczny ruch cząstek wokół czarnej dziury
• Fale uderzeniowe w relatywistycznej, nadźwiękowej akrecji z niskim momentem pędu
• Formowanie relatywistycznych dżetów w krótkich błyskach gamma
• Mikrokwazar IGR J-17091-3624 – symulacje niestabilnego dysku akrecyjnego
  
• Nukleosynteza ciężkich izotopów wskutek szybkiego wychwytu neutronów w okolicy błysku gamma
• Pole magnetyczne w torusie akreującym na rotującą czarną dziurę w metryce Kerra
  
• Stabilność dysków akrecyjnych z atomami żelaza