Gravitational slingshot in newtonian and post-newtonian approximation

• Název práce v češtině: Gravitační prak v newtonovské a post-newtonovské aproximaci
• Název v anglickém jazyce: Gravitational slingshot in newtonian and post-newtonian approximation
• Klíčová slova: Galaktické centum|hviezdna dynamika|post-Newtonovská aproximácia|numerické integrácie
• Klíčová slova anglicky: Galactic center|stellar dynamics|post-Newtonian approximation|numerical integrations
• Akademický rok vypsání: 2023/2024
• Typ práce: diplomová práce
• Jazyk práce: angličtina
• Ústav: Astronomický ústav UK (32-AUUK)
• Vedoucí / školitel: doc. RNDr. Ladislav Šubr, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 15.03.2024
• Datum zadání: 25.03.2024
• Datum potvrzení stud. oddělením: 14.04.2025
• Datum odevzdání elektronické podoby: 01.05.2025

Zásady pro vypracování

- prostudovat dosavadní poznatky o problému tří těles se zaměřením na řešení s velkým přenosem energie mezi jednotlivými částicemi
- seznámit se s numerickými metodami řešení dané problematiky
- provést numerická modelování interakce vázanho dvoučásticového systému s nalétávající částicí a porovnat výsledky v newtonovské a post-newtonovské aproximaci
- zaměřit se především na otázku výrazného urychlení, kdy je rychlost odlétávající částice srovnatelná s orbitální rychlostí vázaného systému a na případy fyzických kolizí částic s nenulovým poloměrem

Seznam odborné literatury

Chassonnery P., Capuzzo-Dolcetta R., Mikkola S., 2019, arXiv e-prints, arXiv:1910.05202
Heggie D., Hut P.: "The Gravitational Million-Body Problem: A Multidisciplinary Approach to Star Cluster Dynamics", 2003, Cambridge University Press
Morbidelli A.: "Modern celestial mechanics : aspects of solar system dynamics", 2002, London: Taylor & Francis
Misner C.W., Thorne K.S., Wheeler J.A.: "Gravitation", 1973, W.H. Freeman& Co.
Press W.H., Teukolsky S.A, Vetterling W.T., Flannery B.P: "Numerical Recipes, the Art of Scientific computing", 1992. Cambridge University Press
Steklain A.F., Letelier P.S., 2006, Physics Letters A, 352, 398

Předběžná náplň práce

Systém tří těles představuje klasický problém nebeské mechaniky. Předmětem diplomové práce bude studium interakce vázaného binárního systému s nalétávajícím třetím tělesem. Tento proces rozptylu je obecně chaotický, a tedy jej lze studovat pouze na statistické úrovni. Cílem práce by mělo být určení diferenciálních účinných průřezů pro urychlení třetí částice a pro fyzickou srážku některých z částic. Ty mohou představovat buď hvězdy, nebo černé díry. Urychlení na rychlosti přesahující 300km/s je z astrofyzikálního hlediska motivováno takzvanými "hypervelocity stars", které jsou pozorovány v halu naší Galaxie a jejichž původ není doposud zřejmý. Studium splynutí hvězd či černých děr je důležité pro porozumění jednoho z možných mechanismů vzniku a růstu černých děr.

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

Three body systems represent classical problem of the celestial mechanics. Subject of the Thesis will be a study of an interaction of a binary system with an incoming third body. This scattering process is chaotic in general and, therefore, it can be studied on a basis of statistical approach. Aim of the Thesis is to determine differential cross sections of the process of acceleration of the incoming body and for the process of the physical collisions of any of the particles. These could represent either stars of black holes. Accelerations to the velocities exceeding 300km/s is motivated by recent observations of the hypervelocity stars in the Galactic halo, whose origin is not convincingly explained yet. Study of the physical collisions of the stars or black holes is important for understanding of one possible mechanisms of the formation and growth of massive black holes.