The nature of the First Stars: the point of view of the neutron capture elements

dr. Gabriele Cescutti

National Institute for Astrophysics

Astronomical Observatory of Trieste

v sredo, 31. maja 2017, ob 12. uri v predavalnici F4 (Jadranska 19, Ljubljana)

In the last years our group has found that many chemical anomalies observed in very metal-poor halo stars in the light elements suggest the first stellar generations to have been fast rotators (spinstars). Recently, theoretical computations have found that spinstars can also play a role in the chemical enrichment of neutron capture elements providing a early contribution of s-process. By means of a stochastic chemical evolution model, it is possible to identify the spinstars s-process contribution as the missing component responsible for the spread in the ratio between light (Sr) to heavy (Ba) neutron capture elements. A specific distribution is predicted for the isotopic ratio of Ba in halo stars and this imprint could be the smoking gun of the role played by spinstars in the spread of [Sr/Ba] ratio. In this context, regarding the still unknown origin of the complementary r-process component, I present new constraints on the rate and time scales of r-process events, based on the recent discovery of the r-process rich stars in the ultra faint galaxy Reticulum 2.

Spektroskopija obrnjena na glavo

dr. Janez Kos

Sydney Institute for Astronomy, Univerza v Sydneyu, Avstralija

v ponedeljek, 29. maja 2017, ob 12. uri v predavalnici F6 (Jadranska 19, Ljubljana)

Moderni spektroskopi lahko hkrati opazujejo stotine ali tisoče zvezdnih spektrov. S pomočjo optičnih vlaken pripeljejo svetlobo zvezd v spektroskop in tako izkoristijo celoten razpon optike in ccd detektorja. Ker navadno potreba po kvantiteti prevlada nad kvaliteto, je take spektre težko obdelati, ne da bi zavrgli kar nekaj informacije.

Če zelo dobro poznamo optiko spektroskopa in optičnih vlaken, lahko obdelavo v celoti izpustimo. Namesto da bi spektre obdelali in jih nato analizirali, lahko proces obrnemo: izdelamo sintetične spektre, modele, ki predstavljajo spektre v rangu nekih parametrov (temperatura, kovinskost zvezde, itd), ki jih iščemo, ter jih konvuliramo z dobro znano prenosno funkcijo optike spektroskopa in vlaken. Tako lahko iz modela spektra zgradimo ‘’surov” neobdelan spekter in ga primerjamo z izmerjenim, prav tako neobdelanim spektrom. Prednost te metode je, da izboljša resolucijo nad nominalno vrednost spektroskopa, pravilno uteži spektre, ki se na surovi sliki prekrivajo in omogoča manj konzervativen dizajn bodočih spektroskopov. Slabost je seveda ta, da je metoda računsko zelo zahtevna in terja dobro poznavanje optike inštrumenta.

Pokazal bom kako smo natančno parametrizirali optiko 4 meterskega teleskopa AAT in spektroskopa Hermes ter predstavil prve rezultate nove metode, ki sem jo razvil.

Hydrodynamical simulations: AGN feedback and its influence on the ICM of Galaxy Clusters

dr. Elena Rasia

National Institute for Astrophysics

Astronomical Observatory of Trieste

v sredo, 24. maja 2017, ob 12. uri v predavalnici F4 (Jadranska 19, Ljubljana)

Powerful phenomena determine the energy of Galaxy Clusters from sub-pc scales to Mpc distances. Via high-resolution, cosmological and hydrodynamical simulations we study how the main properties of the ICM (entropy, temperature, pressure, and metallicity) are influenced by the presence of the central AGN. We compare the results from runs with AGN feedback with those with “exclusively” stellar feedback to enhance the importance of the powerful AGN source. We found that the AGN are key to create the observed metal profile and to produce clusters which are cool cores. Observationally, cool-core clusters have precise physical characteristics: they are found in regular clusters with a symmetric and peaked surface brightness distribution and have a peaked metal profile. Our numerical models are able to reproduce most of the observed properties, thus can be used to derive some predictions on the evolution of these systems.

Supernovae seen through gravitational telescopes

Tanja Petrushevska

Department of Physics, Faculty of Science, Stockholm University

The Oskar Klein Centre for Cosmo Particle Physics, Sweden

v sredo, 26. aprila 2017, ob 12. uri v predavalnici F4 (Jadranska 19, Ljubljana)

Galaxies, and clusters of galaxies, can act as gravitational lenses and magnify the light of objects behind them. The effect enables observations of very distant supernovae, that otherwise would be too faint to be detected by existing telescopes, and allows studies of the frequency and properties of these rare phenomena when the universe was young. Under the right circumstances, multiple images of the lensed supernovae can be observed, and due to the variable nature of the objects, the difference between the arrival times of the images can be measured. Since the images have taken different paths through space before reaching us, the time-differences are sensitive to the expansion rate of the universe. One class of supernovae, Type Ia, are of particular interest to detect. Their well known brightness can be used to determine the magnification, which can be used to understand the lensing systems. I will also report our discovery of the first resolved multiply-imaged gravitationally lensed supernova Type Ia.

Eksoplanetna odkritja pokvarjenega Keplerja, misija K2

Teo Močnik

Astrophysics Group, Keele University, Staffordshire, UK

v sredo, 19. aprila 2017, ob 12. uri v predavalnici F4 (Jadranska 19, Ljubljana)

Vesoljski teleskop Kepler je zaslužen za največ potrjenih odkritij eksoplanetov doslej. To je bilo možno zaradi večletnega praktično neprekinjenega in zelo natančnega merjenja svetlosti več kot 100.000 zvezd v ozvezdju Laboda. Odkar se je maja 2013 pokvarilo še drugo od skupno štirih Keplerjevih reakcijskih koles, stabilna usmeritev v ozvezdje Laboda več ni bila mogoča, kar je pomenilo konec opazovalne misije Kepler. Po enem letu iskanja rešitev in testiranj je NASA leta 2014 potrdila načrt nadaljne uporabe teleskopa Kepler, poimenovan misija K2. Od takrat teleskop opazuje polja vzdolž ekliptike, kar omogoča zadostno natančnost usmeritve kjub zgolj dvema delujočima reakcijskima kolesoma.

Najprej bom predstavil postopek obdelave K2 opazovanj s katerim odpravimo napake v svetlobnih krivuljah kot posledice nepopolne stabilnosti usmeritve teleskopa. Nato se bomo sprehodili skozi galerijo zanimivih planetnih sistemov, ki so bili opazovani v okviru misije K2 v 1-min kadenčnem načinu. V sistemih WASP-85, Qatar-2 in WASP-107 smo zaznali okultacije zvezdnih peg, ki razkrijejo natančno rotacijsko periodo matične zvezde in dragocen podatek (ne)poravnanosti osi vrtenja zvezde z orbitalno osjo planeta. Vročemu Jupitru Qatar-2b je uspelo popačiti obliko zvezde gostiteljice v elipsoid, kar je edinstvena meritev v okviru misije K2. WASP-118b pa je prvi odkriti eksoplanet, ki kroži okoli pulzirajoče zvezde tipe Gamma Doradus. Omenil bom še WASP-75 z navideznim mimoletom svetlega asteroida in WASP-55.

Ali je temna snov zamegljena?

dr. Vid Iršič

Institute for Advanced Studies, Princeton, University of Washington, Department of Astronomy

v četrtek, 22. decembra 2016, ob 15. uri v predavalnici F2 (Jadranska 19, Ljubljana)

Standardni kozmološki model, ki vsebuje hladno temno snov (CDM), neverjetno uspešno opiše razvoj vesolja na velikih razdaljah. Na razdaljih, ki so tipične za galaksije in jate galaksij (< 10 Mpc) pa model nima močne podpore meritev. Eden od načinov, kako razložiti razlike med napovedmi kozmološkega modela in meritvami, je v tem kaj temna snov pravzaprav je. Meritve porazdelitve gostote v Lyman-alpha gozdu najbolj omejujejo raznovrstne modele temne snovi.

S pomočjo podatkov ESO raziskave X-Shooter XQ-100, lahko izmerimo Lyman-alfa gozd v spektrih 100 kvazarjev (QSO) v podobnem obsegu rdečih zamikov kot pregled neba SDSS (z=3 - 4.2), vendar z veliko večjo natančnostjo na majhnih razdaljah (k_max ~ 6 h/Mpc). V tej predstavitvi bom povzel najnovejše rezultate in komentiral analizo podatkov. Skupaj z meritvami posameznih kvazarjev pri višjih rdečih zamikih, lahko podamo nove rezultate o modelih tople temne snovi (WDM). V glavnem delu predstavitve bom komentiral kako ti rezultati vplivajo na rešitev nerešenih vprašanj standardnega kozmološkega modela.

Kako zvezde dobijo svoj EMŠO

dr. Janez Kos

Sydney Institute for Astronomy, Univerza v Sydneyu, Avstralija

v sredo, 21. decembra 2016, ob 11. uri v predavalnici F6 (Jadranska 19, Ljubljana)

Zastopanost elementov v atmosferah zvezd je lastnost, ki jo vsaka zvezda dobi ob svojem rojstvu. Zvezde se rodijo iz oblaka plina in prahu, ki je kemično homogen. To drži dokler prva zvezda v tako nastali kopici ne eksplodira kot supernova in poruši kemično homogenost. To se navadno zgodi po tem, ko se je porabil že ves material, ki je na voljo za tvorjenje zvezd, tako da vse zvezde v kopici nastanejo iz enakega materiala. Ko se zvezde kopice po nekaj 100 milijonih let porazgubijo po Galaksiji, je njihov kemični podpis edino kar jih še povezuje med sabo. Če znamo dovolj natančno izmeriti zastopanost večjega (~30) števila elementov v zvezdah, lahko najdemo zvezde, ki so bile nekoč članice iste kopice.

GALAH je spektroskopski pregled zvezd, ki namerava narediti prav to. Predstavil bom metodo in prve rezultate iskanja kemičnih podpisov zvezd. S 13 do sedaj opazovanimi elementi in ~150.000 zvezdami smo omejeni na znane kopice. Demonstriral bom kako s kemičnimi podpisi najdemo zvezde kopice in kako smo na ta način našli dve novi zvezdi, ki sta pred kratkim pobegnili iz Plejad.

KiDS pregled neba in šibko gravitacijsko lečenje

Andrej Dvornik

Observatorij v Leidnu, Univerza v Leidnu, Nizozemska

v torek, 20. decembra 2016, ob 11. uri v predavalnici F5 (Jadranska 19, Ljubljana)

KiDS pregled neba, ali Kilo Degree Survey, je velik pregled južnega neba v optičnih valovnih dolžinah (baziran na VST teleskopu v Čilu), namenjen preučevanju temeljnih kozmoloških vprašanj in formacije galaksij s pomočjo šibkega gravitacijskega lečenja.

V tem predavanju bom prestavil tehnične aspekte pregleda neba, teleskopa na katerem se zajemajo originalne fotografije in obdelavo podatkov, ki temelji na natančnih meritvah oblik galaksij. Bolj podrobno se bom dotaknil novejših rezultatov – meritve kozmičnega lečenja in kozmoloških parametrov dobljenih iz te analize, meritev lastnosti med temno snovjo in galaksijami ter t.i. assembly bias-a. Poudarek bo tudi na sami teoriji šibkega gravitacijskega lečenja in uporabi le tega.

Galaxy clusters from cosmological hydrodynamical simulations: the intracluster medium

dr. Veronica Biffi

University of Trieste and INAF – OATs

v sredo, 7. decembra 2016, ob 11. uri v predavalnici F4 (Jadranska 19, Ljubljana)

Investigating cluster properties is crucial to validate our understanding of the main physical processes driving the formation and evolution of cosmic structures.

Cosmological hydrodynamical simulations, able to successfully reproduce many of the observed properties of galaxy clusters, allow us to study their intrinsic structure, as well as their formation and evolution. In fact, the highly non-linear processes involved in the evolution of baryons within clusters require complex calculations that can only be undertaken via numerical hydrodynamical simulations. Numerical results ultimately allow us to interpret observational findings from current telescopes as well as to make predictions that we will be able to test with up-coming observational missions (e.g. Athena, eRosita, etc.).

Here, I will present results on the thermo-dynamical and chemical properties of a sample of galaxy clusters from cosmological simulations that treat a large variety of physical processes, including AGN feedback.

Galaksije kot vir kozmične reionizacije

dr. Jure Japelj

INAF – OATs (Tržaški astronomski observatorij), Italija

v sredo, 9. novembra 2016, ob 12. uri v predavalnici F3 (Jadranska 19, Ljubljana)

Oblaki medgalaktičnega plina v nam bližnjem Vesolju so bolj ali manj ionizirani, na kar opozarjajo številni eksperimenti. Začetek kozmične reionizacije predstavlja izredno pomembno stopnjo v razvoju Vesolja, saj sovpada z nastankom prvih zvezd in galaksij. Medtem ko lahko precej natančno določimo čas, ko je stopnja ionizacije vodika dosegla današnjo raven (rdeči premik ~6), pa imamo veliko več težav pri identifikaciji in razumevanju virov ionizirajočega sevanja. To predstavlja precejšen problem, saj je naše razumevanje fizike medgalaktične snovi in nastanka galaksij tesno povezano z natančnim poznavanjem lastnosti ionizirajočega sevanja. V predavanju bom predstavil trenutno stanje na področju raziskovanja virov sevanja, pri čemer se bom osredotočil na prispevek galaksij z visoko stopnjo nastajanja zvezd. Kolikšen je prispevek takšnih galaksij k sevanju v primerjavi z galaksijami z aktivnimi galaktičnimi jedri? Kako pomembne so pri tem (zelo) temne galaksije? Zakaj je število galaksij, pri katerih neposredno opazimo ionizirajoče sevanje, tako majhno? Pokazal bom, kako pomembno vlogo pri odgovorih na zgornja vprašanja igrajo nedavni globoki pregledi neba, opravljeni z različnimi instrumenti (HST, VLT/MUSE).

On the Origin and Growth of Cosmic Magnetic Fields

dr. Alexander M. Beck

University Observatory Munich, Germany

v sredo, 19. oktobra, ob 12. uri v predavalnici F3 (Jadranska 19, Ljubljana)

The origin of magnetic fields in high-redshift and present-day galaxies is a long-standing problem. In this talk, we present a model for the seeding and evolution of magnetic fields in protogalaxies. Supernova (SN) explosions during the assembly of a protogalaxy self-consistently provide magnetic seed fields, which are subsequently amplified by compression, shear flows and random motions.

We present cosmological simulations with the GADGET code of Milky Way-like galactic halo formation using a standard LCDM cosmology and analyse the strength and distribution of the evolving magnetic field. We analyse the intrinsic rotation measure (RM) of the forming galactic halo over redshift. The mean halo intrinsic RM peaks between redshifts z=4 and z=2 and reaches absolute values around 1000 rad/m$^2$. Towards redshift z=0, the intrinsic RM values decline to a mean value below 10 rad/m$^2$. At high redshifts, the distribution of individual starforming and thus magnetized regions is widespread leading to a widespread distribution of large intrinsic Rms.

Our model for the evolution of galactic magnetic fields solves the joint problem of magnetic field seeding and subsequent amplification and distribution. The magnetic fields in galaxies are a direct consequence of the very basic processes of star and galaxy formation.