Tóm tắt luận án Tiến sĩ Vật lý: Nghiên cứu quá trình truyền bức xạ phổ quay vô tuyến trong môi trường khí quyển sao

Nghiên cứu trong luận án nằm trong xu thế phát triển của ngành thiên văn học nói riêng và kỹ thuật nói chung. Hiện nay, những trung tâm tính toán hiệu năng cao đã được xây dựng rộng khắp cả nước từ các trường đại học đến các viện nghiên cứu. Mời các bạn cùng tìm hiểu nội dung luận văn.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt luận án Tiến sĩ Vật lý: Nghiên cứu quá trình truyền bức xạ phổ quay vô tuyến trong môi trường khí quyển saoBỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌCVÀ ĐÀO TẠO VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ -------------------- NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH TRUYỀN BỨC XẠ PHỔ QUAY VÔ TUYẾN TRONG MÔI TRƯỜNG KHÍ QUYỂN SAO TRẦN NGỌC HƯNG Chuyên ngành: Quang học Mã số: 9 44 01 10 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ Hà Nội - 2021Công trình được hoàn thành tại: Học viện Khoa học và Côngnghệ, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.Người hướng dẫn khoa học:PGS. TS. Đinh Văn Trung, Viện Vật lýPGS. TS. Phạm Hồng Minh, Viện Vật lýPhản biện 1:Phản biện 2:Phản biện 3:Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án tiến sĩ họp tạiHọc viện Khoa học và Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học và Côngnghệ Việt Nam. Vào hồi …….. giờ, ngày…….tháng……..năm 2021Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Quốc gia Việt Nam - Thư viện Học viện Khoa học và Công nghệ - Thư viện Viện Vật lý MỞ ĐẦUSự tồn tại bức xạ phân tử miền vô tuyến trong vũ trụ là cơ hội cho chúngta khám phá sâu hơn các tính chất động học và vật lý của nhiều vùng khíphân tử. Các bức xạ maser có cường độ mạnh và tính định hướng cao cókhả năng phân giải các vùng không gian đến kích thước mili giây góc.Ngày nay, những đài quan sát lớn như VLA, VLBA ALMA...là nhữngđài quan sát hiện đại nhất giúp thu nhận các tín hiệu ở cường độ yếu vớiđộ phân giải cao. Cùng với việc gia tăng dữ liệu quan sát, công việc xửlý và phân tích cũng ngày càng phát triển. Những thập niên gần đây, sựphát triển trong kỹ thuật tính toán đã hỗ trợ rất lớn đến việc phân tích dữliệu thiên văn. Các mô hình số có thể mô phỏng chính xác những hìnhảnh quang học hay những phổ vô tuyến thu nhận được giúp chúng tahiểu rõ các quá trình đang diễn ra trong vũ trụ. Những tiên đoán từ cácmô hình số hỗ trợ rất tốt cho việc phân tích số liệu quan sát. Nghiên cứu trong luận án nằm trong xu thế phát triển của ngành thiênvăn học nói riêng và kỹ thuật nói chung. Hiện nay, những trung tâm tínhtoán hiệu năng cao đã được xây dựng rộng khắp cả nước từ các trườngđại học đến các viện nghiên cứu. Các hệ tính toán này đủ khả năng đểthực hiện những mô phỏng phức tạp trong môi trường thiên văn. Nhậnthấy cơ hội đó, luận án tiến hành thực hiện nghiên cứu bức xạ phổ quayphân tử thiên văn bằng phương pháp số được song song hóa để chạy trêncác siêu máy tính. Mô hình truyền bức xạ phân tử được áp dụng để giảithích những đặc trưng của phổ maser tái tổ hợp Hnα trong vỏ sao MWC349A. Luận án đồng thời thực hiện kết hợp mô hình truyền bức xạ với môhình khí động lực học. Sự kết hợp này giúp giải thích đầy đủ cấu trúcphổ và hình ảnh quan sát trong dữ liệu thiên văn. Với mô phỏng khíđộng lực học, luận án sử dụng chương trình mã nguồn mở PLUTO đểmô hình hóa môi trường khí quanh sao tiệm cận khổng lồ (AGB), hìnhthái học của cấu trúc sao xoắn ốc đã được nghiên cứu chi tiết. Đặc biệt,truyền bức xạ qua không gian mô phỏng khí động lực học giúp xây dựnglại hình ảnh phổ phân tử được sử dụng để so sánh với các dữ liệu quansát. 1 Luận án có bố cục theo bốn chương như sau:+ Chương 1: Giới thiệu tổng quan về môi trường thiên văn và cơ sở lýthuyết trong nghiên cứu thiên văn vô tuyến. Hai nền tảng lý thuyết quantrọng được trình bày là lý thuyết truyền bức xạ và lý thuyết khí động lựchọc.+ Chương 2: Trình bày quá trình mô hình hóa truyền bức xạ trong vỏsao và những khối công việc chính trong xây dựng chương trình môphỏng. Đồng thời với truyền bức xạ, khí động lực học trong vỏ sao đôicũng được mô hình hóa thông qua chương trình mã nguồn mở PLUTO.+ Chương 3: Mô hình hóa truyền bức xạ phân tử trong môi trường vỏsao và áp dụng vào nghiên cứu bức xạ maser Hnα trong vỏ sao MWC349A.+ Chương 4: Mô hình hóa khí động lực học của vỏ sao đôi từ đó xét ảnhhưởng của yếu tố quỹ đạo tới hình thái của vỏ sao. Kết hợp với mô hìnhtruyền bức xạ phổ quay phân tử để thu nhận được các hình ảnh có thể sosánh với dữ liệu quan sát. 2Chương 1. Tổng quan môi trường sao, truyền bức xạ trong thiên vănvà cấu trúc vỏ sao già1.1 Sự hình thành và phát triển của saoNhững ngôi sao được hình thành từ các tinh vân là các đám mây khíkhổng lồ. Một đám mây khí và bụi được giữ ở trạng thái cân bằng khítĩnh khi động năng của khí cân bằng với thế năng hấp dẫn nội tại. Nếumột đám mây khí là đủ nặng sao cho áp suất khí không đủ để giữ cânbằng với hấp dẫn thì nó sẽ trải qua quá trình co sụp hấp dẫn. Kết quả quátrình co sụp này, các ngôi sao mới được hình thành tạo ra các cụm saobên trong lõi đám mây khí.1.2 Quan sát vỏ saoSự phát triển kỹ thuật quan sát thiên văn giúp chúng ta quan sát đượccấu trúc của nhiều vỏ sao. Kính thiên văn không gian Hubble trở thànhbiểu tượng tiên phong trong khám phá vũ trụ bằng chụp ảnh quang học.Cùng với kính thiên văn quang học, rất nhiều đài thiên văn vô tuyến trênthế giới đã đóng góp lớn trong kho dữ liệu quan sát. Một trong số các đàithiên văn nổi tiếng nhất và cho nhiều khám phá nhất là đài ALMA với sựkết hợp của 66 anten vô tuyến.1.3 Phổ nguyên tử và phân tử trong môi trường vỏ sao1.3.1 Phổ tái kết hợp hydrogenKhí hydro quanh các ngôi sao giàu bức xạ UV sẽ bị ion hóa tạo ra mộtmôi trường khí ion được gọi là vùng H II. Quá trình ion hóa này xảy rađồng thời với quá trình kết hợp giữa proton và điện tử tự do, gọi là quátrình tái kết hợp. Quá trình tái kết hợp sẽ phát xạ kèm bức xạ liên tụcbound-free và tạo ra các nguyên tử H ở mức năng lượng cao. Sự dịchchuyển từ các mức năng lượng cao xuống các mức năng lượng thấp củanguyên tử H trong vùng H II kèm theo phát xạ bức xạ tái kết hợp. Cácvạch tái kết hợp phát xạ từ dịch chuyển giữa các mức liền kề có thể được ...