|
|
Orbital dynamics around a black hole surrounded by matter
Stratený, Michal ; Loukes Gerakopoulos, Georgios (vedoucí práce) ; Witzany, Vojtěch (oponent)
Táto práca študuje dynamiku geodetického pohybu v zakrivenom priestoročase okolo Schwarzschildovej čiernej diery, perturbovanej gravitačným poľom vzdialenej osovo sy- metrickej distribúcie hmoty obklopujúcej systém. Tento konkrétny priestoročas môže slúžiť ako všestranný model pre rôznorodé astrofyzikálne scenáre. V úvode práce je poskytnutý stručný prehľad teórie klasických mechanických systémov a vlastností geodet- ického pohybu. Taktiež je poskytnuté stručné uvedenie do teórie integrability a neinte- grability spolu s podstatnými nástrojmi pre analýzu neintegrabilných systémov, zahrňu- júc Poincarého rezy a rotačné čísla. Tieto metódy sú následne aplikované na skúmaný priestoročas pomocou numerických metód. Využitím rotačných čísel sú vypočítané šírky rezonancií, ktoré sú neskôr použité k stanoveniu vzťahu medzi pertubačným parametrom a parametrom charakterizujúcim perturbovanú metriku. 1
|
|
|
Homoclinic orbits in perturbed black-hole fields
Feireisl, Jan ; Semerák, Oldřich (vedoucí práce) ; Witzany, Vojtěch (oponent)
Astrofyzikální černé díry musí interagovat s látkou, mají-li být pozorovatelné v elektromagnetickém záření. Látka se kolem černé díry typicky uspořádává do symetrick- ého disku, jímž postupně spiráluje k centru. Pokud má tento disk dostatečnou hustotu, může významně ovlivnit pohyb volných testovacích částic. Perturbace změní původně plně integrabilní dynamický systém na systém náchylný k chaosu. V této práci se za- měřujeme na hledání homoklinických orbit, což jsou tzv. "semínka chaosu" v geodetickém pohybu okolo černých děr. Přesněji hledáme homoklinické orbity v Schwarzschildově a Reissnerově-Nordströmově prostoročasu a zkoumáme jejich chování po superpozici těchto center s Kuzminovým-Toomreovým diskem, resp. Majumdarovým-Papapetrouovým prs- tencem. 1
|
|
|
Chaos v porušených polích černých děr
Witzany, Vojtěch ; Semerák, Oldřich (vedoucí práce) ; Heyrovský, David (oponent)
Ztráta úplné geodetické integrability je jeden z důležitých důsledků (a tudíž ukazatelů) odchylek od prostoročasu Kerrova typu. V literatuře bylo vskutku mnohokrát potvrzeno, že i velmi symetrická perturbace Kerrovy nebo Schwarzschildovy metriky může způsobit chaotický pohyb volných testovacích částic. V této bakalářské práci studujeme dynamiku testovacích částic v poli Schwarzschildovy černé díry obklopené tenkým prstencem nebo diskem, používajíce nicméně Newtonovu gravitaci s jednoduchým "pseudo-newtonovským" potenciálem napodobujícím černou díru. Poincarého řezy ukazují, že studovaný (pseudo-)newtonovský systém je nepatrně více chaotický než obecně-relativistický. Pozorovaný rozdíl se zdá být korelován s větší otevřeností povolených oblastí fázového prostoru k centru v pseudo-newtonovském případě. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
|
|
| |
|
|
Missing bright red giants in the Galactic center: A fingerprint of its once active state?
Zajaček, Michal ; Araudo, Anabella ; Karas, Vladimír ; Czerny, B. ; Eckart, A. ; Suková, Petra ; Štolc, Marcel ; Witzany, V.
We propose a novel scenario for the bright red-giant depletion based onthe collisions between red giants and the nuclear jet, which was likely active in the Galactic center a few million years ago and could have led to the formation of the large-scaleγ-ray Fermi bubbles. The process of the jet-induced ablation of red giants appears to be most efficient within∼0.04 pc(S-cluster), while at larger distances it was complemented by star–accretion disc collisions and at smaller scales, tidal stripping operated. These three mechanisms likely operated simultaneously and createdan apparent core of late-type stars within∼0.5 pc.
|
|
|
Perturbing the accretion flow onto a supermassive black hole by a passing star
Suková, Petra ; Zajaček, M. ; Witzany, V. ; Karas, Vladimír
The close neighbourhood of a supermassive black hole contains not only accreting gas and dust, but also stellar-sized objects like stars, stellar-mass black holes, neutron stars, and dust-enshrouded objects that altogether form a dense nuclear star-cluster.These objects interact with the accreting medium and they perturb the otherwise quasi-stationary configuration of the accretion flow. We investigate how the passages of a star can influence the black hole gaseous environment with GRMHD 2D and3D simulations. We focus on the changes in the accretion rate and the associated emergence of outflowing blobs of plasma.
|
|
|
Dynamics of spinning test particles in curved spacetimes
Zelenka, Ondřej ; Loukes Gerakopoulos, Georgios (vedoucí práce) ; Witzany, Vojtěch (oponent)
Pohybem testovací částice ve Schwarzschildově prostoročase lze modelovat splynutí kompaktních objektů s extrémně rozdílnými hmotnostmi známé v lite- ratuře jako Extreme Mass Ratio Inspiral. V nejjednodušší geodetické aproximaci je tento pohyb integrabilní a nedochází k chaotickému chování. Pokud se vezme v úvahu rotace menšího z těles, systém ztrácí integrabilitu a objeví se pro- dloužené rezonance a chaotické trajektorie. Použitím metod Poincarého řezu, rotačního čísla a rekurenční analýzy poprvé dokazujeme, že existuje chaos pro astrofyzikálně relevantní hodnoty momentu hybnosti. Navrhujeme univerzální metodu pro měření šířek rezonancí v perturbacích geodetického pohybu ve Sch- warzschildově prostoročase použitím proměnných akce-úhel. Použitím této nové metody ukazujeme, že jedna z nejvýraznějších rezonancí vzniká díky členům druhého řádu v momentu hybnosti, studiem jejího růstu, což je v souladu s očekáváním, že chaos nebude hrát dominantní roli v Extreme Mass Ratio Inspi- ral. Také počítáme gravitační vlny v časovém oboru a nacházíme v nich infor- mace o dynamice systému. Především dokazujeme, že časovou řadu deformace prostoročasu způsobené gravitačními vlnami lze použít k...
|
|
|
Chaos in deformed black-hole fields
Witzany, Vojtěch ; Semerák, Oldřich (vedoucí práce) ; Kopáček, Ondřej (oponent)
Tato diplomová práce zkoumá dvě zásadní aproximace používané ve fyzice akrečních disků poblíž černých děr. První z těchto aproximací jsou efektivní "pseudo-newtonovské" potenciály napodobující chování černé díry, které zkoumáme za pomoci numerických simulací i analytických metod. Druhá testovaná aproximace je zanedbání gravitace hmoty poblíž černé díry v akrečním procesu. Nejdříve jsou diskutována témata jako integrabilita, rezonance a chaos, a poté je odvozena zcela obecná "pseudo-newtonovská" limita geodetického pohybu. Tato limita je pak záhy použita na případ světelných geodetik v poli svítícího toroidu a na časupodobné geodetiky v Kerrově metrice. Dále je představen nový Newtonovský gravitační potenciál pro nesingulární toroidy a je diskutována jeho použitelnost v takzvaných Weylových prostoročasech. V poslední části je představen nový pseudo- newtonovský potenciál, který je pak s dalšími známými potenciály použit zcela analogicky jako v předchozích přesných relativistických studiích v modelech volného testovacího pohybu poblíž černé díry s diskem nebo prstencem; studované modely potvrzují předchozí závěry o chaosu v modelech disku/prstence a černé díry. Pseudo-newtonovský přístup dokáže reprodukovat řadu zásadních rysů původního relativistického systému, a silnější rozpory nastávají pouze jako...
|
|
|
Chaos v porušených polích černých děr
Witzany, Vojtěch ; Semerák, Oldřich (vedoucí práce) ; Heyrovský, David (oponent)
Ztráta úplné geodetické integrability je jeden z důležitých důsledků (a tudíž ukazatelů) odchylek od prostoročasu Kerrova typu. V literatuře bylo vskutku mnohokrát potvrzeno, že i velmi symetrická perturbace Kerrovy nebo Schwarzschildovy metriky může způsobit chaotický pohyb volných testovacích částic. V této bakalářské práci studujeme dynamiku testovacích částic v poli Schwarzschildovy černé díry obklopené tenkým prstencem nebo diskem, používajíce nicméně Newtonovu gravitaci s jednoduchým "pseudo-newtonovským" potenciálem napodobujícím černou díru. Poincarého řezy ukazují, že studovaný (pseudo-)newtonovský systém je nepatrně více chaotický než obecně-relativistický. Pozorovaný rozdíl se zdá být korelován s větší otevřeností povolených oblastí fázového prostoru k centru v pseudo-newtonovském případě. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
|
host ::
RSS.