|
|
Can extended bodies follow geodesic trajectories?
Lukes-Gerakopoulos, Georgios ; Mukherjee, Sajal
We provide an extension of the analysis on whether an extended test body can follow a geodesic trajectory given by Mukherjee et al. (2022). In particular, we consider a test body in a pole-dipole-quadrupole approximation under the Ohashi-Kyrian-Semer´ak spin supplementary condition moving in the Schwarzschild and Kerr background. Using orbital setups under which a pole-dipole body can follow geodesic motion, we explore under which conditions this can also take place in the pole-dipole-quadrupole approximation when only the mass quadrupole is taken into account. For our analysis, we employ the assumption that the dipole contribution and the quadrupole contribution vanish independentlly.
|
|
|
Growth of orbital resonances around a black hole surrounded by matter
Stratený, Michal ; Lukes-Gerakopoulos, Georgios
This work studies the dynamics of geodesic motion within a curved spacetime around a Schwarzschild black hole, perturbed by a gravitational field of a far axisymmetric distribution of mass enclosing the system. This spacetime can serve as a versatile model for a diverse range of astrophysical scenarios and, in particular, for extreme mass ratio inspirals as in our work. We show that the system is non-integrable by employing Poincaré surface of section and rotation numbers. By utilising the rotation numbers, the widths of resonances are calculated, which are then used in establishing the relation between the underlying perturbation parameter driving the system from integrability and the quadrupole parameter characterising the perturbed metric. This relation allows us to estimate the phase shift caused by the resonance during an inspiral.
|
|
|
Astrophysical black holes embedded in organized magnetic fields
Karas, Vladimír
Large-scale magnetic fields pervade the cosmic environment where the astrophysical black holes are often embedded and influenced by mutual interaction. In thiscontribution, we outline the appropriate mathematical framework to describe magnetized black holes within General Relativity, and we show several examples of how these can be employed in the astrophysical context. In particular, we examine the magnetized black hole metric in terms of an exact solution of electro-vacuum Einstein-Maxwell equations under the influence of a non-vanishing electric charge. New effects emerge: the expulsion of the magnetic flux out of the black-hole horizon depends on the intensity of the imposed magnetic field.
|
|
|
MAD UFOs: Magnetically Arrested Discs with persistent Ultra-Fast Outflows
Suková, Petra ; Zajaček, M. ; Karas, Vladimír
We study an outflow that develops in the MAD state in 3D GRMHD simulations. We show that the outflow can be accelerated to\nrelativistic velocities and persist over the course of our simulation. We compare the properties of the outflow from MAD discs with those launched by orbiting secondary at close orbit. The main difference is that the orbiting body launches a more coherent, quasiperiodic ultrafast outflow at lower velocities (v < 0.5c) while the outflow launched in the MAD state (without the body) has a stochastic behaviour and has anapproximately flat velocity distribution between lower anf higher outflow velocities, 0.2c < v < 0.3c and v > 0.5c.
|
|
|
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)
|
|
|
Geometrie uvnitř deformovaných černých děr
Basovník, Marek ; Semerák, Oldřich (vedoucí práce) ; Svítek, Otakar (oponent)
V této práci studujeme přesné obecně relativistické prostoročasy buzené černou dírou a dalším zdrojem gravitace, přičemž se omezujeme na dvě třídy statických a axiálně symetrických řešení: Majumdarovo-Papapetrouovo řešení pro dvojici (v obecnosti vícenásobný systém) extrémně nabitých černých děr a "superpozici" Schwarzschildovy černé díry s Bachovým-Weylovým tenkým prstencem. Vliv dodatečného zdroje na geometrii prostoročasu černé díry sledujeme na průbězích významných invariantů, zejména nejjednodušších skalárů získaných z Riemannova, případně Ricciho tenzoru. Průběhy jsme vykreslili v oblasti vně i uvnitř černé díry; v případě Schwarzschildovy černé díry s prstencem jsme za tím účelem nalezli prodloužení metriky pod horizont. Ukazuje se, že vnější zdroj může výrazně ovlivnit i geometrii uvnitř černé díry, dokonce i v blízkosti singularity, ačkoli singularita samotná zůstává v obou studovaných řešeních bodová.
|
|
|
Numerical evolution of black-hole spacetimes
Khirnov, Anton ; Ledvinka, Tomáš (vedoucí práce) ; Palenzuela, Carlos (oponent)
Počáteční data ve formě tzv. "trumpet" se považují za možného kandidáta na přirozená černoděrová počáteční data pro použití v 3+1 numerické relativitě s 1+log foliací. V předložené práci nejprve odvodíme upravenou verzi trumpety, která se pohybuje po numerické mříži díky Lorentzově transformaci a napíšeme numerický kód, který vytváří tuto pohybující se trumpetu. Dále napíšeme numerický kód, který počítá Krets挀mannův skalár z proměnný挀 3+1 formalismu, čehož využijeme při analýze dat z naši挀 simulací. S pomocí tě挀to dvou kódů studujeme 挀ování počáteční挀 dat ve formě pohybující se trumpety, které ne挀áme vyvíjet BSSN formulací Einsteinový挀 rovnic s 1+log foliací a tzv. Γ-driver podmínkou na shi昀.
|
|
|
Vlastnosti extrémní nabité černé díry v blízkosti horizontu
Hejda, Filip ; Krtouš, Pavel (vedoucí práce) ; Svítek, Otakar (oponent)
Je známo, že existuje limitní korespondence mezi určitou oblastí (obsahující horizont) extrémního případu Reissnerova-Nordströmova prostoročasu a Robinsonovým-Bertottiho prostoročasem. Jsou možná i různá zobecnění této blízkohorizontové limity. Cílem předkládané práce je rozebrat některé vlastnosti takových limitních přechodů. Zdůrazněno je jednak, jak se v limitě odráží globální struktura řešení, a za druhé, jaké vlastnosti prostoročasu umožňují, že se v limitě zachovávají fyzikální vzdálenosti. Kromě extrémního případu je studováno i zobecnění na subextrémní a hyperextrémní případ. Jako doplňující úloha je zformulována globální extrémní limita, což je přechod zobecněného (nesymetrického) konformního diagramu subextrémního případu na konformní diagram extrémního případu Reissnerova-Nordströmova řešení.
|
|
|
Rotující tenký disk kolem Schwarzschildovy černé díry: vlastnosti perturbačního řešení
Kotlařík, Petr ; Semerák, Oldřich (vedoucí práce) ; Ledvinka, Tomáš (oponent)
Již od 70. let je známo Willovo řešení perturbace Schwarzschildovy černé díry pomalu rotujícím, tenkým a lehkým prstencem vyjádřené multipólovým rozvo- jem perturbační řady. V připravovaném článku P. Čížka a O. Semeráka je tento postup zobecněn na pomalu rotující tenký konečný disk použitím Greenových funkcí v uzavřeném tvaru místo multipólového rozvoje. Tento postup je v závěru článku demonstrován v prvním perturbačním řádu na případu disku s konstantní hustotou. V této práci shrneme a ověříme některé vlastnosti tohoto nejjednoduš- šího případu a ukážeme, jak se přítomností disku změní geometrie horizontu a poloha významných kruhových orbit. 1
|
|
|
Polarisation of X-ray emission from accretion discs in active galactic nuclei
Podgorný, Jakub ; Dovčiak, Michal (vedoucí práce) ; Marin, Frédéric (oponent)
Diplomová práce se zabývá teoretickým modelováním emise z akrečních disků ak- tivních galaktických jader v rentgenovém spektru. Rozebírají se spektrální a polarizační vlastnosti lokálně odraženého záření z disku shora ozařovaného horkou korónou, ale také globální pohled z nekonečna na tzv. radiově tichý, nezakrytý systém. Modelování to- hoto typu může sloužit k observačnímu fitování spinu centrální supermasivní černé díry, k omezení parametrů akrečního disku či koróny nebo k určení inklinace pozorovatele u reálných objektů. Pro lokální výpočty přenosu záření byl použit Monte Carlo kód STOKES [Goosmann a Gaskell, 2007, Marin a kol., 2012, 2015, Marin, 2018]. Tyto výsledky jsou porovnávány s jinými pokusy nalezenými v literatuře a s analytickými aproximacemi. Lokální reflexe je diskutována zejména s ohledem na polarizaci, která je tímto prvně spočtena pro dané typy objektů s vysokou přesností. Integrace přes akreční disk a superpozice odrazu s primárním zdrojem v tzv. lamp-post nebo rozlehlém ko- ronálním modelu je provedena na základě již existující rutiny KYNLPCR [Dovčiak a kol., 2004, 2011], přičemž se započítávají všechny obecně relativistické efekty na fotony v blízkosti centrální supermasivní černé díry. Tyto spektrální a polarizační výpočty využívající předchozí lokální výsledky jsou znovu porovnávány...
|
host ::
RSS.