Astronomija

Katarina Gavrilović (2006), Varna, 2. razred, Šabačka gimnazija

Mentori:
Katarina Vrhovac, student Matematičkog fakulteta Univerziteta u Beogradu

Cilj projekta je određivanje dinamičke budućnosti Magelanovih oblaka odnosno ispitivanje njihove orbite i vremena raspadanja u halou Mlečnog puta. Mali i Veliki Magelanov oblak su nepravilne satelitske patuljaste galaksije Mlečnog puta koje se nalaze na udaljenosti od oko 200.000 svetlostnih godina od centra Mlečnog puta. Deo su Magelanovog sistema koji sadrži i razne gasne strukture nastale usled bliske međusobne gravitacione interakcije Magelanovih oblaka, njihove gravitacione interakcije sa Mlečnim putem i plimskih efekata. Evolucija Magelanovih oblaka je značajna za razumevanje evolucije galaskija i gupa galaskija. Budućnost Magelanovih oblaka se ispituje pomoću numeričkih simulacija N-tela. U simulacijama učestvuju tri galaksije – Mlečni put, Mali Magelanov oblak i Veliki Magelanov oblak. Galaksije su modelovane kao sistemi N čestica na osnovu poznatih podataka koji su dobijeni posmatranjima. Sve tri galaksije su predstavljene sferoidnim modelima, koji sadrže tri komponentne – disk, centralni oval i halo tamne materije. Kako su Magelanovi oblaci već napravili par orbita u halou Mlečnog puta, oni danas sadrže veoma malo tamne materije, zbog čega je i masa haloa u modelima koji ih reprezentuju mala. Raspadanje Magelanovih oblaka se ispituje direktno iz simulacije, vizuelnim putem i analizom raspodele gustine. Trenutno se puštaju probne simulacije i očekuje se da će se Magelanovi oblaci potpuno raspasti u halou Mlečnog puta nakon što naprave približno još jednu orbitu oko Mlečnog puta, tokom narednih milijardu do dve godina.

Andrea Milošević (2005), Beograd, 2. razred, Peta beogradska gimnazija

Mentori:
Nikola Savić student master studija Fizičkog fakulteta Univerziteta u Beogradu; Vinka Dakić student osnovnih studija Matematičkog fakulteta Univerziteta u Beogradu; Vladimir Đošović, saradnik u nastavi, Matematički fakultet Univerziteta u Beogradu

Trojni zvezdani sistemi predstavljaju sisteme koji sadrže tri gravitaciono vezane zvezde, čije je kretanje uslovljeno njihovom međusobnom gravitacionom interakcijom. Jedan od načina na koji se može primetiti uticaj trećeg tela je analizom O-C (eng. Observed –minus–Calculated) dijagrama. Naime, treća komponenta u eklipsno dvojnom sistemu će svojim gravitacionim uticajem prouzrokovati nepravilnosti u orbitalnom periodu posmatranih zvezda. Međutim, nepravilnosti u orbitalnom periodu mogu biti prouzrokovane i drugim faktorima, poput transfera mase, zvezdanih vetrova ili magnetne aktivnosti. U ovom projektu proučavani su eklipsno dvojni sistemi kod kojih se sumnja da poseduju i treću komponentu na osnovu analize njihovog O-C dijagrama ili nekom drugom metodom. Cilj projekta je ispitati da li su potencijalni trojni sistemi stabilni na duži vremenski period, uzimajući u obzir proračunate treće komponente. Pod stabilnošću sistema podrazumeva se da ne dolazi do raspada sistema (izbacivanja jedne ili više komponenti) ili do sudara. Stabilnost se proverava ispitivanjem kretanja zvezda sistema. Ukoliko je sistem nestabilan, može se zaključiti da postojanje trećeg tela ne objašnjava odstupanja u O-C dijagramu, već da su te nepravilnosti prouzrokovane nekim drugim procesom. Trojni sistemi po svojoj prirodi predstavljaju primere problema tri tela, za koje analitičko rešavanje jednačina kretanja nije moguće, te su za ispitivanje kretanja upotrebljeni numerički metodi. Orbitalni parametri koji nisu fiksirani su varirani radi pronalaženja vrednosti za koje je sistem stabilan odnosno nestabilan.

Ksenija Bubanja (2004.), Zaječar, 3.. razred, Tehnička škola, Zaječar
Martinov Dunja (2006), Čenta, 2.. razred, Zrenjaninska gimnazija

Mentori:
Lana Ivković, Matematički fakultet UB, Katedra za Astronomiju i astrofiziku ; Filip Herček Prirodno matematički fakultet U NS

Habitabilna zona Galaksije je prstenasta oblast koja leži u ravni galaktičkog diska koji poseduje teške elemente neophodne za formiranje planeta sličnih Zemlji i okruženje pogodno tokom nekoliko milijardi godina da omogući biološku evoluciju složenog višećelijskog života. Karakterišu je faktori pogodni za nastanak i održavanje života, kao i nedostatak faktora koji na isti negativno utiču. Neki od faktora su stopa formiranja zvezda, metaličnost i eksplozije supernovih u neposrednoj blizini. Stopa formiranja zvezda je ukupna masa formiranih zvezda u periodu od godinu dana i srazmerna je koncentraciji molekulskih oblaka. Metaličnost je mera zastupljenosti elemenata težih od helijuma. Ukoliko je metaličnost visoka, doći će do formiranja gasnih gigantskih planeta, a ako je niska do nemogućnosti formiranja Zemlji sličnih planeta. Negativan uticaj po nastanak života mogu imati eksplozije supernovih, koje bi emisijom kosmičkih zraka uništile ili onemogućile održavanje života na planeti sličnoj Zemlji ukoliko se eksplozija dogodi u blizini takve planete. Cilj projekta je određivanje radijalne raspodele verovatnoće za nastanak i održavanje života, tj. interval udaljenosti na kom ovi faktori imaju najoptimalnije vrednosti. U radu je podrazumevano da je stopa formiranja zvezda proporcionalna broju molekulskih oblaka, a broj supernovih broju zvezda u intervalu udaljenosti. Deo Galaksije sa najvećom verovatnoćom postojanja habitabilne zone se odlikuje sledećim osobinama: na ovoj udaljenosti koncentracija molekulskih oblaka je visoka zbog čega će se tu formirati najveći broj zvezda; zbog metaličnosti u ovom delu Galaksije je najveća verovatnoća nastanka planeta sličnih Zemlji u zvezdanim sistemima bez gasnih gigantskih planeta koje bi ih uništile; eksplozije supernovih u ovoj oblasti su ređe nego na manjim rastojanjima od centra Galaksije i njihova udaljenost od zemljolikih planeta je u najvećem broju slučajeva veća od kritične distance. Rezultati rada ukazuju da se ova oblast u Mlečnom putu nalazi na udaljenosti između 9 i 11 kpc od centra Galaksije, što se slaže sa literaturom koja se bavi habitabilnom zonom Galaksije.

Filip Mitić (2003), Pančevo, 4. razred, Gimnazija „Uroš Predić“, Pančevo

Mentori:
Nikola Savić, master student Fizičkog fakulteta Univerziteta u Beogradu; Teodora Srećković, student Elektrotehničkog fakulteta Univerziteta u Beogradu

Egzoplanete su sve planete van Sunčevog sistema. Najčešći načini detekcije egzoplaneta su metod radijalne brzine i metod tranzita. Metod radijalnih brzina zasniva se na pomeranju zvezde u odnosu na posmatrača usled kruženja oko centra mase sistema. Koristeći Doplerov efekat moguće je odrediti brzinu kretanja zvezde duž pravca zvezda-posmatrač, čija se zavisnost od vremena naziva krivom radijalnih brzina. Tranzit je pojava u kojoj planeta zakloni svetlost sa dela površine zvezde, usled čega dolazi do pada ukupnog intenziteta detektovanog zračenja sa zvezde. Za primenu metoda tranzita neophodno je da orijentacija orbite bude takva da planeta u nekom delu svoje orbite prolazi između posmatrača i zvezde. Zavisnost detektovanog zračenja zvezde od vremena predstavlja krivu sjaja. Cilj ovog projekta je određivanje parametara egzoplanete iz ovih krivih, zbog čega su one modelovane i potom simultano fitovane na podatke. Modelovanje krive sjaja sastojalo se od opisivanja kretanja planete u vremenu, računanja zaklonjene površine zvezde u datom trenutku i opisivanja pojave potamnjenja ka rubu. Potamnjenje ka rubu predstavlja pojavu da površina zvezde izgleda sjajnije bliže centru, a manje sjajno ka ivici. Korišćena je aproksimacija male planete, koja pretpostavlja da je sjaj koji dolazi sa dela zvezde zaklonjenog tokom tranzita homogen. Pomoću podataka za krive sjaja i radijalnih brzina i modela moguće je odrediti ekscentricitet orbite sistema, argument periastrona, inklinaciju, period orbite, veliku poluosu orbite i poluprečnik planete u jedinicama poluprečnika zvezde, kao i amplitudu radijalnih brzina. Pošto su ekscentricitet i argument periastrona zajednički parametri za krivu sjaja i krivu radijalnih brzina, modeli su simultano fitovani na podatke i određeni su gorepomenuti parametri za konkretan sistem sa egzoplanetom.

Anastasija Pavlović (2005), Valjevo, 2.. razred, Valjevska gimnazija
Jana Mitrović (2005.), Valjevo, 2.. razred, Valjevska gimnazija

Mentori:
Natalija Mladenović, Matematički fakultet UB, Katedra za astronomiju i astrofiziku

Predmet ovog istraživanja je evolucija masivnih tesno dvojnih sistema zvezda tokom različitih faza. Evolucija binarnih sistema značajno je dinamičnija od evolucije usamljenih zvezda, kako dolazi do gubitka i razmene materije između komponenti sistema, usled solarnih vetrova i transfera mase. Što su zvezde masivnije, to se njihova evolucija odvija brže. U ovom slučaju, modeli su praćeni sve do njihove finalne evolutivne faze, koju obeležava formacija ugljen monoksida u jezgru, kada modelovane zvezde postaju kompaktni objekti. Tokom evolucije variraju parametri sistema za čije određivanje je korišćen numerički kod MESA (Modules for Experiments in Stellar Astrophysics). Praćena su dva modela kod kojih su mase zvezda sistema u rasponu 30-40M_☉, od trenutka kada se nalaze na glavnom nizu, preko faze Wolf-Rayet (helijumske) zvezde, sve do neutronske zvezde ili crne rupe, pri čemu se u obzir uzima gubitak mase putem solarnih vetrova i transferom mase. Transfer je nekonzervativnog tipa, što znači da ceo sistem gubi masu. Pojedinačno se posmatraju slučajevi A (sagorevanje vodonika u jezgru), AB (kada zastupljenost vodonika u omotaču bude ispod 0.4) i ABB transfera mase (kada se sagori sav helijum u jezgru) i njihov uticaj na karakteristične parametre. Analiziraju se vrednosti parametara i kako spomenuti faktori i zadati početni uslovi utiču na njih, kao i zavisnost krajnjeg ishoda evolucije od mase jezgra izgrađenog pretežno od ugljen monoksida. Modeli imaju sličan evolutivni put, što se može zaključiti na osnovu Hertzsprung-Russell-ovog dijagrama, s tim što kod masivnijeg sistema transfer mase kreće ranije na vremenskoj skali i dinamičniji je od transfera u drugom sistemu. Krajnji ishod evolucije praćenih modela su neutronska zvezda i crna rupa za sistem manje celokupne mase i dve crne rupe za sistem veće celokupne mase.