Zespół Fizyki Układu Słonecznego i Astrofizyki

Zespół Fizyki Układu
Słonecznego i Astrofizyki
Główne kierunki badawcze:
Fizyka heliosfery
Nieliniowa analiza danych
Co to jest heliosfera?
• Ze Słońca bucha szybki i porywisty strumień plazmy – wiatr słoneczny
• Przy Ziemi jest gęsty, dalej szybko rozrzedza się, lecz nie hamuje
• Od strony Gwiazdozbioru Herkulesa napływa do nas ciepły gaz
międzygwiazdowy – trochę jonów, trochę atomów neutralnych
• Zderzenie – hamowanie
– opływ – leci „dym”,
który staramy się badać
Klasyczna astronomia - fotony
My otwieramy nowe okno
obserwacji kosmosu:
Informację niosą nam atomy
neutralne.
Uczymy się, jak je wykorzystać
Czym zajmujemy się w ZFUSiA
• Atomy neutralne jako narzędzie diagnostyki
heliosfery
• Pył kosmiczny w heliosferze i wokół niej
• Symulacje MHD struktury heliosfery
• Promieniowanie kosmiczne w heliosferze
• Populacje cięŜkich jonów w heliosferze
• Oddziaływanie atomów neutralnych z plazmą
heliosferyczną
• Fizyka i dynamika plazmy międzygwiazdowej
• Promieniowanie radiowe w heliosferze i jego źródła
• Inne astrosfery – pyły, dyski resztkowe
Heliosfera przedmiotem
badań przez NASA i ESA
Na przestrzeni ostatnich 3 cykli słonecznych (30 lat): kilkanaście misji
kosmicznych: Pioneer, Voyager, Helios, IMP, SOHO, Ulysses, ACE, Wind, Stereo,…
Planowane następne! Mamy dostęp do danych!
Najnowszy start: Interstellar
Boundary Explorer (IBEX)
IBEX obok Voyagera jest
obecnie najwaŜniejszą misją
heliosferyczną
CBK w Zespole Naukowym
(Co-I)
— Przygotowanie oprogramowania
— Symulacje
— Astronawigacja
— Opracowanie wyników (najciekawsze!)
IBEX ma sporządzić pierwszą
„kolorową” mapę heliosfery
oglądanej w atomach neutralnych
Kogo potrzebujemy
JuŜ teraz oglądamy najdalsze krańce heliosfery: IBEX
Niedługo obejrzymy jej „dno” tuŜ przy Słońcu: Solar Orbiter
• Astronomów, fizyków
• Potrafiących myśleć samodzielnie
• Umiejących programować (koniecznie –
Fortran lub C, poŜądana: Mathematica)
• Znających angielski w mowie i w piśmie
• Chcących i potrafiących cięŜko pracować
• Zainteresowanych czystą pracą naukową
•
O niewygórowanych oczekiwaniach finansowych…
MoŜe to Ty pokierujesz pierwszą misją do Lokalnego Obłoku Galaktycznego?
Ktoś musi zrealizować Interstellar Pathfinder!
Pracownia Dynamiki Układu Słonecznego i
Planetologii
Główne kierunki badawcze
Fizyka planet
Fizyka komet
Dynamika Układu Słonecznego
Tematyka badawcza
Atmosfery kometarne
Jądra kometarne
Atmosfery planetarne
Geologia planetarna
Fizyka powierzchni ciał Układu Słonecznego
Dynamika małych ciał Układu Słonecznego
Dysk Rozproszony i Obłok Oorta
CBK Grupa planetologiczna
Aktualnie „gorące” tematy badawcze
Skąd się wzięły komety w Pasie Głównym Planetoid?
Czy składem chemicznym róŜnią się zasadniczo od asteroid?
Co jest źródłem ich aktywności?
Słowa kluczowe: efekty niegrawitacyjne w kometach, efekt YORP dla planetoid, dynamika
komet i planetoid, nowa populacja komet- „ Main Belt Comets”
Jakie są relacje dynamiczne pomiędzy róŜnymi populacjami komet i planetoid w
Układzie Słonecznym?
Słowa kluczowe: komety długookresowe, Dysk Rozproszony, Obłok Oorta, symulacje Monte
Carlo, ewolucja dynamiczna
Co nowego o kometach i ich pierwotnej materii dowiemy się z Misji Herschel?
Na ile ich skład izotopowy wody róŜni się od ziemskiego?
Słowa kluczowe: koma kometarna, profile linii emisyjnych w zakresie radiowym, transfer
promieniowania, symulacje Monte Carlo
Misja Herschel (Herschel Space Observatory) – teleskop kosmiczny do
obserwowania obiektów astronomicznych róŜnych skal w submilimetrowym
zakresie widma – detekcja linii emisyjnych, głównie wody –
start maj 2009
CBK Grupa planetologiczna
UCZESTNICZYMY W SPEKTROMETRYCZNYCH
EKSPERYMENTACH KILKU MISJI KOSMICZNYCH :
BEPICOLOMBO
W CBK REALIZOWANE SĄ BADANIA ATMOSFER I POWIERZCHNI
PLANET:
Badania atmosfer : analiza transportu promieniowania w zakresie
widzialnym i podczerwieni.
Przeprowadzamy symulacje numeryczne gęstości promieniowania w
atmosferach zawierających gazy, aerozole i pył. Porównanie wyników
modelowania z pomiarami spektrometrów
kosmicznych pozwala na analizę istniejących i
daje moŜliwość ewentualnego wykrycia
nowych składników (np. metanu w atmosferze
Marsa)
CBK GRUPA
PLANETOLOGICZNA
9
Badanie powierzchni planet:
analiza danych satelitarnych pod kątem wykrywania
struktury i składu mineralogicznego powierzchni planet
(Mars, Wenus, Merkury)
- badanie wpływu własności optycznych powierzchni planet
na zmierzone/modelowane widma
- analogi planetarne i ich badania laboratoryjne
- modelowanie i analiza laboratoryjnych pomiarów własności
odbijających i emisyjnych skał i minerałów
CBK Grupa planetologiczna
10
Zespół Fizyki Układu Słonecznego
i Astrofizyki
- Grupa Nieliniowej Analizy Danych
Prof. dr hab. Wiesław Macek
Dr Marek Strumik
Mgr Anna Wawrzaszek
Turbulencja plazmowa w heliosferze
Turbulencja z punktu widzenia teorii
nieliniowych układów dynamicznych
i chaosu deterministycznego
Analiza szeregów czasowych
Fale nieliniowe w plazmie kosmicznej
Turbulencja w wietrze słonecznym
(bliska i daleka heliosfera)
Badanie niejednorodnego
transferu energii (zjawisko
intermitencji)
Widma multifraktalne
Skalowanie PDF
Modele multifraktalne
kaskad energii
Opis właściwości
skalowania przy uŜyciu
charakterystyk
multifraktalnych
i teorii procesów Markowa
Markowski charakter kaskady
Analiza danych z nieliniowych układów
dynamicznych
Chaos i intermitencja w
układach dynamicznych
Obliczanie wymiarów, entropi,
wykładników Lapunowa, itp.
na podstawie szeregów
czasowych
Opis multifraktalny
Wpływ szumu na nieliniowe
układy dynamiczne
Układ Lorenza
Układ Rösslera