Self-gravitating warped disks around supermassive black holes in galactic nuclei

Gökada merkezlerindeki süperkütleli karadelikler etrafında özçekimsel eğri diskler

PDF İndir

Tez No: 808901
Yazar: AYŞE ULUBAY
Danışmanlar: PROF. DR. ORTWİN GERHARD
Tez Türü: Doktora
Konular: Astronomi ve Uzay Bilimleri, Astronomy and Space Sciences
Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
Yıl: 2009
Dil: İngilizce
Üniversite: Ludwig-Maximilians Universität München
Enstitü: Yurtdışı Enstitü
Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
Sayfa Sayısı: 144

Özet

Kendi gökadamız da dahil olmak üzere pek çok gökadanın merkezinde 10^6 − 10^9 M⊙ kütleli karadelikler bulunmaktadır. Bu gökadalardan bir kısmı merkezlerinden salınan yüksek enerji nedeniyle aktif gökadalar grubuna girerken bazıları ise bu şekilde bir aktivite göstermemektedir. Bugünkü bilgilerimiz gökada merkezlerindeki aktivitenin, parsek altı ölçekli kütle aktarım disklerinden karadeliğin üzerine düşen gazdan kaynaklığını göstermektedir. Bahsi geçen kütle aktarım diskleri bazı koşullar altında düzlemsel geometriden saparak eğrilik kazanabilmektedir. Diskin yapısında oluşan bu değişiklik maddenin karadelik üzerine nasıl aktarılacağını etkilerken, galaksi merkezindeki nükleer aktivite ile ilişkilendirilebilecek diğer süreçleri de etkilemesi beklenmektedir. Aktif olmayan gökada merkezlerinde de benzer eğrilikli disklerin varlığı gözlemlerle tespit edilmiştir. Bu diskler merkezi karadeliklere kütle aktarım disklerine göre göreceli olarak daha uzakta bulunup, kendi gökadamızın merkezinde olduğu gibi üzerlerinde yıldızlar grupları bulundurabilmektedirler. Bu nedenlerle, eğrilikli diskler hakkında yapılan çalışmalar sadece süper kütleli karadeliklerin ne şekilde beslendiği hakkında bilgi vermekle kalmayıp, karadeliklerin çok yakın komşuluğunda yıldız oluşumu gibi ilginç astrofizik problemlerin çözümünde de rol oynamaktadır. Bu tez çalışmasında süper kütleli karadelikler etrafındaki öz çekimsel eğrilikli diskleri inceledik. Bu disklerin tek bir frekansta presesyon hareketi yapacağı denge durumlarının bulunduğunu gösterdik. Böyle bir denge durumu için, bir referans frekansa normalize edilmiş presesyon frekansının disk kütlesinin karadeliğe kütlesine oranına bağlılığını gösteren bir ölçekleme ilişkisi çıkardık. Bu ölçekleme ilişkisi Keplersel olmayan kuvvetin öz çekimden kaynaklandığı çoğu sisteme uygulanabilmektedir. Bulunan denge durumlarının kararlığını da inceleyerek, çok yüksek eğrilik derecelerine sahip kararlı disklerin var olabileceğini gösterdik. Ana hatlarıyla yukarıda bahsedilen çalışmaya benzeyen diğer bir çalışmamızda eğrilikli disk modelini gökada merkezinde gözlenen eğrilikli yıldız diskine uyguladık. Sözü geçen diskin gökada merkezinde eskiden bulunan ve ışınım basıncı ya da karadeliğin dönmesi sayesinde eğrilik kazanmış bir kütle aktarım diskiden evrimleşmiş olabileceğini iddia ettik. Bugün gözlenen yıldızların, disk eğriliğini kazandıktan sonra olutşuğunu savunarak, diskin zaman evrimini inceledik. Pek çok disk parametresi için tekrar ettiğimiz sayısal benzetimlerde kütlesi karadeliğin kütlesinin 0.001 katından fazla olan disklerin ikiye bölündüğünü, kütlesi bu değerden az olan disklerin ise bölünmeden evrimlerine devam ettiklerini gördük. Modellerimizi gözlemlerle karsılaştırarak, gözlemleri en iyi açıklayan modellerin düşük kütleli, ve bölünme göstermeyen disklere ait olduğunu saptadık.

Özet (Çeviri)

Many galaxies, including our own, harbor supermassive black holes with masses of order 10^6 − 10^9 M⊙ in their centers. Some of these galaxies fall into the category of active galaxies with high outputs of energy from their centers, while some galactic nuclei appear quiet. It is believed today that the activity in a galactic nucleus results from infalling gas onto the black hole via a sub-parsec scale accretion disk. Under certain circumstances accretion disks feeding the central black holes might deviate from planar geometry and become warped. This modification to the shape of the disk has consequences on how the accretion process takes place and might also effect other phenomena related to nuclear activity in galaxies. Quiet galaxies also harbor warped disks in their centers albeit at somewhat larger distances to the black hole, and might be populated by stars as observed from the center of our Galaxy. Therefore the study of warped nuclear disks not only gives information on the accretion process but also poses constraints on the physical conditions that lead to the formation of stars in the close vicinity of black holes, which is a highly debated topic in astrophysics. In this thesis we investigated self-gravitating warped disks around supermassive black holes. We showed that there exist equilibrium solutions for such disks where the disk precesses as a single unit. We derived a scaling relation relating the normalized precession frequency of the disk to the disk-to-black hole mass fraction. This relation makes the warp model applicable to various systems where the disk's self-gravity is non-negligible. We analyzed the stability of the obtained equilibrium solutions and found that highly inclined, steadily precessing stable disk configurations are possible. In a related but separate study, we applied our self-gravitating warped disk model to the clockwise rotating warped stellar disk at the Galactic Center. We argued that a past accretion disk at the Galactic Center might have been warped due to radiation pressure or due to the spin of the central black hole, and that star formation might have taken place after disk warping. We simulated the time evolution of the warped stellar disk for various parameters, and showed that disks for which the disk-to-black hole mass ratio exceeds 0.001 break into two separately precessing pieces, while the ones with less mass precess without breaking up. We also made a comparison of our models with the observations, and saw that a non-breaking light disk model agrees well with the observations of the clockwise stellar disk.

Benzer Tezler

Tez No
853222
Diferansiyel denklemlerin bazı yaklaşık çözüm yöntemleriyle çözümü ve karşılaştırılması
Solution and comparison of differential equations with some approximate solutions methods
ORHAN YÜKSEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Matematik Sakarya Üniversitesi
Matematik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER FARUK GÖZÜKIZIL
Tez No
643929
Gravitational waves and 2.5 PN gravitational wave memory
Yerçekimsel dalgalar ve 2.5 PN yerçekimsel dalga hafızası
ONUR UÇANOK
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Fizik ve Fizik Mühendisliği Orta Doğu Teknik Üniversitesi
Fizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BAYRAM TEKİN
Tez No
228676
Tarihöncesi dönemden ortaçağa farklılaşan ölüm imgesi
Death image that differentiates from primitive era to medieval times
AYŞE ÖNUÇAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Güzel Sanatlar Sakarya Üniversitesi
Resim Ana Bilim Dalı
DOÇ. HAYRİYE KOÇ BAŞARA
Tez No
453253
Tıpta uzmanlaşma üzerine nitel bir araştırma
A qualitative research on the specialization in medicine
NECLA YILMAZ
Doktora
Türkçe
2016
Sağlık Kurumları Yönetimi Süleyman Demirel Üniversitesi
Sağlık Kurumları Yönetimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAMAZAN ERDEM
Tez No
623501
Homojen metriklerde f(r,t) teori modelleri
F(r,t) theory models in homogeneous metrics
AYSEL KIZILCIK
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Matematik Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi
Matematik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CAN AKTAŞ

Geri Dön