دانشگاه سمنان

دانشکده فیزیک

پایان نامه کارشناسی ارشد فیزیک (نجوم)

موضوع:

منابع پرتوهای کیهانی

استاد راهنما:

دکتر گوهر رستگارزاده

مهر1393

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده

نتایج تجربی حاصل از رصدخانه ها ی پرتو کیهانی، همچنین تحقیقات نظری، نشان می دهد که بقایای ابرنواخترها و پالسارها منابع اصلی پرتوهای کیهانی هستند بطوریکه هسته های آهن شتاب یافته در سریعترین ستاره نوترونی (پالسارها) می توانند طیف مشاهده شده پرتوهای کیهانی در بعد از انرژی قوزک(Ankle  ) را توجیه کنند.

در کار حاضر نشان داده ایم که منابع پرتو های کیهانی بغایت پر انرژی (UHECRs  ) را پالسارها، انفجار پرتو های گاما ( GRBs )، انفجار پرتو گاما با درخشندگی کم (Low luminosity gamma-ray bursts  )، ابرنواخترهای فوق سنگین و هسته های فعال کهکشانی تشکیل می دهند.

چون پرتوهای کیهانی بغایت پر انرژی در اندرکنش با فوتونهای زمینه (CMB  ) انرژی خود را از دست می دهند، پیشنهاد شده که این پرتوها در خارج کهکشان ما تولید شده باشند. به این دلیل که هسته های سنگین می توانند قبل از اینکه انرژی خود را در فرآیندهای مختلف از دست بدهند، می توانند به مسافتهای دورتری در حد صدها مگا پارسک را طی کنند احتمال داده می شود که پرتوهای کیهانی بغایت پر انرژی از هسته های سنگین بوجود آمده باشند. در نهایت تأثیر میدانهای مغناطیسی درون وبیرون کهکشانی بر روی انحراف پرتوهای کیهانی را مطالعه کرده ایم.

کلمات کلیدی: پرتوهای کیهانی بغایت پر انرژی، پالسارها، ابرنواختر، کهکشان، هسته فعال کهکشانی

فهرست مطالب

فصل اول

منابع پرتوهای کیهانی کم انرژی 1

1-1مقدمه 1

1-2  بقایای ابرنواختر 9

1-3  فرآیند شتابدهی ابرنواختر ها 10

1-3-1 رابطه بین فرار و فشار پرتو کیهانی 11

1-3-2 انرژی فرار 14

1-3-3 دمای دور از چشمه 16

1-4 تابش سینکروترن پرتوx- و شواهدی مبنی بر زیاد بودن میدان مغناطیسی 18

1-5  فرار پرتو کیهانی 22

فصل دوم

منابع پرتوهای کیهانی بغایت پر انرژی 23

2-1  پالسارهای تازه متولد شده 23

2-2  تولید هسته های سنگین بغایت پر انرژی در پالسارهای تازه متولد شده 26

2-2-1 شتاب بوسیله القای تک قطبی 26

2-2-2 مکانهای شتاب 27

2-3 پرتاب هسته سنگین 28

2-4  فرار پرتوهای کیهانی بغایت پر انرژی از پوششهای ابرنواختر 29

2-4-1 ابرنواختر با پوشش هیدروژن 32

2-4-2 ابرنواختر با پوشش هلیوم و کربن 35

2-5 تخمین های تحلیلی 37

فصل سوم

قیود بر منابع پرتوهای کیهانی بغایت پر انرژی 40

3-1  قیود بر اساس مشاهدات ماهواره فرمی 40

3-2  نیازهای اساسی 42

3-3  تابش از درون هسته فعال کهکشانی 44

3-4  تابش از لایه های هسته فعال کهکشانی 45

3-5  شتاب پرتوهای کیهانی بغایت پر انرژی در Cen A 47

فصل چهارم

میدانهای مغناطیسی 49

4-1  میدان مغناطیسی کهکشان 49

4-1-1 مؤلفه منظم 50

4-1-2 مؤلفه اتفاقی 54

4-2  میدان مغناطیسی فراکهکشانی 55

نتیجه گیری 57

مراجع 58

فهرست شکلها

شکل 1- 1 نمودار شار پرتو کیهانی بر حسب انرژی ………………………………………………………………………….4

شکل 1- 2 نتیجه معادلات برای نسبت تراکم شوک 14

شکل 1-3 انرژی فرار نسبت به W 15

شکل 1-4 تغییرات آنتروپی 15

شکل 1-5 رابطه بین نسبت  با کسر فشار پرتو کیهانی 18

شکل 1-6 رابطه  با نسبت فشار پرتو کیهانی 17

شکل 1-7 تصویر پرتو X از باقیمانده ابرنواختر تیکو 19

شکل 1-8 نمودار تابش 20

شکل2-1 تصویر مکانهای شتاب 28

شکل 2-2 شار پرتوهای کیهانی بغایت پر انرژی 33

شکل 2-3 طیف  پرتوهای کیهانی بغایت پر انرژی بعد از فرار از ابرنواختر با پوشش هیدروژن 35

شکل 2-4 طیف پرتوهای کیهانی بغایت پرانرژی بعد از فرار از ابرنواختر با پوشش کربن و هلیوم 36

شکل 2-5 نمودار زمان به انرژی 40

شکل 3-1 ناحیه مجاز درخشندگی سینکروترن بر حسب تابعی از Y 45

شکل 3-2 ناحیه مجاز 49

شکل 4-1 میدان دیسک در بالا و پایین کهکشان 50

شکل 4-2تابع هویساید………………….. ……………………………………………………………………….55

فهرست جدولها

جدول 4-1 پارامترهای مؤلفه میدان مغناطیسی از دیسک کهکشان………………………………………….53

جدول 4-2 پارامترهای میدان مغناطیسی از هاله کهکشان………………………………………………………55

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.