ريزهمگرايي گرانشي و كاربردهاي آن به كمك تلسكوپ‌هاي نسل جديد

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

فيزيك

دكتري

اين رساله با بهره‌گيري از تلسكوپ‌هاي نسل جديد، به‌ويژه تلسكوپ فضايي نانسي گِريس رومن، روش‌هاي ريزهمگرايي گرانشي را براي كشف سيارات فراخورشيدي با تمركز ويژه بر سيارات سرگردان آزاد و سيارات مدار گسترده توسعه مي‌دهد. از طريق شبيه‌سازي‌هاي مونت‌كارلو با دقت بالا و همچنين با شبيه سازي رويدادهاي ريزهمگرايي گرانشي ناشي از سيارات مدار گسترده، سه چالش كليدي زير مورد بررسي قرار گرفته است: (1) امكان‌سنجي تشخيص قمر حول سيارات سرگردان آزاد در رصدهاي ريزهمگرايي گرانشي رويدادهاي ريزهمگرايي گرانشي ناشي از سامانه‌هاي سياره-قمر سرگردان را شبيه‌سازي كرده‌ايم كه نشانه‌هاي متمايزي ايجاد مي‌كنند: (الف) سوختيك‌هاي سياره‌اي باعث ايجاد اختلالات قلّه مانند پهن در بال‌هاي منحني نور يا تغيير زمان اوج بزرگ‌نمايي مي‌شوند، و (ب) اغتشاشات متقارن ناشي از قمر (وقتي مسير چشمه عمود بر محور قمر-سياره باشد) منجر به تبهگني با رويدادهاي عدسي تكي مي‌شود. بازده تشخيص قمر توسط رومن براي سيارات به جرم زحل با فاصله قمر-سياره از مرتبه‌ي Rp43 (Rp شعاع سياره است) به حداكثر مقدار، يعني حدود 0.094 درصد مي‌رسد كه بيشترين بازده است. نتايج اين كار پژوهشي در مقاله‌ي [1] به چاپ رسيده است. (2) اثر اختلاف منظر سالانه در رويدادهاي كوتاه‌مدت سيارات سرگردان آزاد: براي سيارات سرگردان آزاد با مقياس زماني رويداد ريزهمگرايي گرانشي كمتر از 10 روز، اثر اختلاف منظر سالانه‌ي نامشهود، در حدود 50 درصد رويدادهاي رصد شده توسط رومن موجب تغيير منحني نوري مي‌شود (2100). برازش منحني‌هاي نوري بدون لحاظ اختلاف منظر سالانه، خطاهاي قابل‌توجهي در پارامترهاي عدسي‌كننده ايجاد مي‌كند؛ براي مثال، خطاي نسبي در زمان مقياس و شعاع ستاره‌ي چشمه براي 13.9 درصد از رويدادهاي قابل شناسايي توسط رومن بيشتر از 0.1 است كه لزوم پايش دقيق و دقت در تخمين پارامترهاي فيزيكي عدسي در اين رويدادها را بيان مي‌كند. نتايج اين پژوهش در مقاله‌ي [2] به چاپ رسيده است. (3) تبهگني بين سيارات مدار گسترده و چشمه‌هاي دوتايي: با برازش مدل‌ ريزهمگرايي گرانشي ناشي از چشمه‌هاي دوتايي رويدادهاي شبيه‌سازي‌شده‌ي سيارات مدار گسترده، تبهگني اين دو مدل بررسي شده است. تناوب زماني نورگيري تقريباً هر 15 دقيقه براي رفع تبهگني در اكثر انواع ستاره‌ها كافي است، مگر براي ستارگان غول (0.01). تناوب زمان نورگيري رصد از هر 5 ساعت تا هر 3.6 دقيقه به صورت گسسته شبيه سازي شده است تا نقش آن در رفع اين تبهگني بررسي شود. نتايج به صورت كامل در [3] به چاپ رسيده است. در مجموع، اين پژوهش، تلسكوپ رومن را به‌عنوان ابزاري تحول‌ساز در دانش سيارات فراخورشيدي از طريق ريزهمگرايي گرانشي معرفي مي‌كند، در حالي كه محدوديت‌هاي حياتي (از جمله امكان‌سنجي تشخيص قمر، اثر اختلاف منظر سالانه، تبهگني‌هاي وابسته به تناوب زماني نورگيري در رصد) را كمي‌سازي كرده است.

235279

ذرات بنيادي و نظريه‌ي ميدان‌ها

فيزيك

دانشگاه صنعتي اصفهان