"Personaalne uurimistoetus" projekt PUT1112
PUT1112 "Akretsioon magnetiseeritud neutrontähtedele (1.01.2016−31.12.2017)", Indrek Vurm, Tartu Ülikool, Loodus- ja täppisteaduste valdkond, Tartu observatoorium.
PUT1112
Akretsioon magnetiseeritud neutrontähtedele
Super-Eddington accretion onto magnetized neutron stars
1.01.2016
31.12.2017
Teadus- ja arendusprojekt
Personaalne uurimistoetus
Stardiprojekt
ETIS klassifikaatorAlamvaldkondCERCS klassifikaatorFrascati Manual’i klassifikaatorProtsent
4. Loodusteadused ja tehnika4.3. Kosmoseuuringud ja astronoomiaP520 Astronoomia, kosmoseuuringud, kosmosekeemia 1.2. Füüsikateadused (astronoomia ja kosmoseteadus, füüsika ja teised seotud teadused)100,0
PerioodSumma
01.01.2016−31.12.201636 600,00 EUR
01.01.2017−31.12.201736 600,00 EUR
73 200,00 EUR

Akretseerivad astrofüüsikalised kompaktsed objektid (neutrontähed ja mustad augud) võimaldavad uurida füüsikalisi protsesse ekstreemsetes tingimustes mis on kättesaamatud maapealsetes laboratooriumides. Koherentsete pulsatsioonide avastamine eredas röntgenallikas M82 X-2 esitab väljakutse senistele akretsiooniteooriatele, mille kohaselt peaks kiirgusrõhk vaadeldud heleduse juures akretsiooni oluliselt pidurdama. Käesoleva projekti eesmärk on töötada välja numbrilised meetodid modellerimaks akretsioonivoolusid nimetatud intensiivse kiirgusvälja tingimustes. Projekti tulemuseks on erinevate füüsikaliste (sh. kiirguslike) protsesside parem mõistmine magnetiseeritud akretsioonivooludes; põhieesmärgiks on maksimaalse võimaliku heleduse identifitseerimine akretseerivates neutrontähtedes.
Accreting astrophysical compact objects (black holes and neutron stars) are the most efficient engines in the Universe, and allow us to probe extreme physical conditions that would be impossible to replicate on earth. The recent discovery of coherent pulsations from the ultra-luminous X-ray source M82 X-2 challenges our understanding of the physics of accretion onto compact objects. At such high luminosities the intense radiation field interacts strongly with the accreting material, and should theoretically arrest the mass transfer. The purpose of this project is to develop numerical methods to model luminous accretion flows near magnetized neutron stars such as M82 X-2, by self-consistently solving the coupled hydrodynamical and radiative transfer problems. The goal is to gain a better understanding of accretion physics in strong magnetic fields, and identify the maximum possible luminosity of accreting neutron stars.
Projekti eesmärgiks oli uurida kiirguslikke protsesse neutrontähtede, samuti teiste astrofüüsikaliste kompaktsete objektide (nt. valged kääbused ja mustad augud), läheduses. Nimetatud suure massitihedusega, kuid väikeste mõõtmetega taevakehad tekivad tähe evolutsiooni lõppfaasis, ning nende üheks peamistest eripäradest on ülitugev gravitatsiooniväli. Viimase tõttu on sedalaadi objektidega seotud Universumi kõige energeetilisemad nähtused peale nn. "Suurt Pauku", mis enamasti leiavad aset seoses tugevate akretsiooni- ja/või dekretsioonivooludega (st. pealelangeva või väljapaisatava ainega) nimetatud objektide läheduses. Väga erinevate füüsikaliste tingimuste ning akretseeruva/dekretseeruva aine allikate tõttu on kompaktsete objektidega seotud fenomenoloogia on äärmiselt lai. Lõppenud projektis olid vaatluse all režiimid, kus esineb tugev dünaamiline vastasmõju kiirguse ja ainevoolude vahel, s.t käsitleti nn. üle-Eddingtoni heledusega objekte. Kiirgusvälja modelleerimiseks töötati välja numbrilised meetodid võimaldamaks enesega kooskõlaliselt lahendada kiirguslevi ning gaasidünaamikat kirjeldavad võrrandid. Spetsiifilisemalt käsitleti kolme erinevat klassi süsteeme: kosmoloogilisi gammasähvatusi, noovasid, ning nn. üliheledaid röntgenkaksiksüsteeme. Projekti käigus välja arendatud arvutitarkvara rakendamine nimetatud objektidele andis võimaluse vaatlustulemustest määrata füüsikalisi tingimusi nimetatud objektide läheduses ning neid ümbritsevas keskkonnas, samuti paremini mõista mikrofüüsikalisi protsesse misläbi vaadeldav kõrge energiaga kiirgus sedavõrd äärmuslikes tingimustes tekib. Laiemas perspektiivis andis lõppenud projekt panuse võimaldamaks kasutada kompaktseid objekte omamoodi ekstreemsete astrofüüsikaliste laboratooriumidena uurimaks erinevaid füüsikalisi protsesse tingimustes, mida maapealsetes laboratooriumides pole võimalik saavutada.