کارگاه دو روزه طبقه‌بندی اشیاء سماوی

در مساحی‌ LSST

 

دکتر فرهنگ حبیبی

( Université Paris Sud) 

 

دانشکده فیزیک دانشگاه صنعتی شریف

۱۲ و ۱۳ اسفندماه ۱۳۹۴

پیش نیاز: آشنایی با نجوم مقدماتی، استفاده از سیستم عامل لینوکس،  برنامه نویسی به زبان پایتون

ثبت نام: habibi@lal.in2p3.fr

لطفا شرح حال علمی ارسال شود

مهلت درخواست: جمعه ۷ اسفند ۹۴

در یکصدمین سالگرد انتشار مقاله نسبیت عام انیشتین، آشکارساز لایگو (LIGO) برای اولین بار موفق به آشکارسازی مستقیم امواج گرانشی ناشی از برخورد دو سیاهچاله شد.  جرم تقریبی این دو سیاهچاله ۲۹ و ۳۶ برابر جرم خورشید بوده است که در اثر ادغام آنها سیاهچاله‌ای با جرم ۶۲ برابر جرم خورشید تشکیل شده است و انرژی ساطع شده در بخش امواج گرانشی معادل حدود سه برابر جرم خورشید است. این انرژی تنها در دو دهم  ثانیه رها شده است، به طوریکه قله درخشندگی آن معادل حدود ۲۰۰ برابر جرم خورشید در ثانیه است.

رصدخانه لایگو شامل دو تداخل‌سنج بسیار دقیق است که در دو ناحیه هانفورد در ایالت واشنگتن (شمال غرب آمریکا) و لیوینگستون در ایالت لوییزیانا (جنوب شرق آمریکا) قرار گرفته‌اند تا علاوه بر تایید همبستگی نتایج جهت چشمه امواج را نیز تخمین بزنند. این پروژه توسط کیپ تورن و رونالد درور از موسسه فناوری کالیفرنیا (Caltech) و رینر وایس از موسسه فناوری ماساچوست (MIT) در سال ۱۳۷۰ (۱۹۹۲ م.) پایه گذاری شد. هر تداخل‌سنج از دو بازوی ۴ کیلومتری عمود بر هم تشکیل شده است. سه آینه معلق در انتهای این بازو‌ها نور لیزر ۲۰ واتی را که در محیط خلاء (زیر یک میکرو پاسکال یا (۸-)^۱۰ تور) مسیر رفت و  برگشت را ۷۵ بار طی می‌کند (معادل ۱۰۰ کیلووات)، منعکس می‌کنند و در نتیجه طرح تداخلی تشکیل می‌شود. در اثر عبور موج گرانشی فاصله آینه‌ها در یک بازو کم و در بازوی دیگر زیاد می‌شود و در نتیجه اختلاف فازی در نور دو بازو پدید می‌آید و طرح تداخلی آن تغییر می‌کند.

در فاز اولیه این پروژه در سال‌های ۱۳۸۰ تا ۱۳۸۸ امواج گرانشی مشاهده نشد، اما با ارتقا آن به لایگو پیشرفته که با افزایش یک مرتبه‌ای حساسیت آن به سطح تغییرات نسبی از مرتبه (۲۲-)^۱۰ (در بازه بسامدی ۱۰ تا ۱۰۰۰ هرتز) همراه بود، جستجوی جدید خود را از بهمن سال ۱۳۹۴ آغاز کرد. بالاخره در ساعت ۹:۵۰:۴۵ صبح  ۲۳ شهریور ۱۳۹۴ (۱۴ سپتامبر ۲۰۱۵) اولین رویداد ناشی از امواج گرانشی  (موسوم به GW150914)   ابتدا توسط آشکارساز لیوینگستون و ۷ میلی ثانیه بعد توسط آشکارساز هانفورد  با معناداری آماری بیش از ۵ سیگما ثبت شدند که مطابق امواج حاصل از برخورد دو سیاهچاله به فاصله حدود ۱.۳ میلیارد سال نوری (۴۰۰ مگاپارسک یا انتقال به سرخ ۰.۹) از زمین بر اساس نظریه نسبیت عام است. نتایج حاصل از این کشف در مجله فیزیکال ریویو لترز تحت عنوان «رصد امواج گرانشی از ادغام یک سیاهچاله دوتایی» به چاپ رسیده است.

این کشف دریچه‌ای جدید به سوی نجوم ، کیهان و گرانش می‌گشاید. علاوه بر آن یکی از دقیق‌ترین اندازه‌گیری‌های بشر است.  این موفقیت حاصل بیش از سه دهه تلاش مستمر و خستگی ناپذیر است. این دستاورد را به گروه لایگو تبریک می‌گوییم.

سمینار این هفته را خانم نجمه شیخی از دانشکده فیزیک دنشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان ارائه خواهند کرد. عنوان و چکیدهٔ سمینار ایشان به شرح زیر است:

کسر دوتایی ها و تفکیک جرمی در خوشه ی باز آلفا برساووش

The binary fraction and mass segregation in Alpha Persei open cluster

Abstract: We have obtained membership probabilities of stars within a field  of :3^o  from the center of the open cluster Alpha Persei using proper motions and photometry from the PPMXL  and Wide-field Infrared Survey Explorer catalogues. We have identified 810 possible stellar members of Alpha Persei. We derived the global and radial present day mass function of the cluster and found that they are well matched by two stage power law relations with different slopes at different radii. The global MF of Alpha Persei shows a turnover at 0.62M_e  with low and high mass slopes of α_low =0.50 ±0.09  and  α_high = 2.23 ±0.14, respectively. The high mass slope of the cluster increases from 2.01 inside 1^o.10 to 2.63 outside 2^o .2, whereas the mean stellar mass decreases from 0.95 to 0.57M_e  in the same regions, signifying clear evidence of mass segregation in the cluster. From performing a series of Monte Carlo simulations,  we  obtained a binary fraction of f_bin= 34±12 per cent for stars with 0.70<m/M_e<4.68. This is significantly larger than the observed binary fraction, indicating that this open cluster contains a large population of unresolved binaries. Finally, we corrected the MF slopes for the effect of unresolved binaries and found low and high mass slopes of α_low= 0.89 ± 0.11 and α_high = 2.37 ± 0.09 and a total cluster mass of 352M_e  for Alpha Persei.

این سمینار در روز یکشنبه ۲۵ بهمن ۱۳۹۴، ساعت ۱۵ در اتاق ۵۱۷ در طبقهٔ پنجم دانشکدهٔ فیزیک برگزار خواهد شد.

سمینار این هفته را آقای فربد حسنی از دانشکده فیزیک دانشگاه صنعتی شریف ارائه  خواهند کرد. عنوان و چکیدهٔ سمینار ایشان به شرح زیر است:

Lensing as a probe of early universe physics

Abstract: The standard cosmological model ΛCDM describes the large-scale structure and early universe greatly well. However some hints of departures from ΛCDM exist in the present cosmological data in large scales as well as small scales. Of these, significant attention has been paid to various “anomalies” in measurements of the cosmic microwave background radiation. Observations of Planck collaboration indicate the persistence of the dipole modulation in the primordial power spectrum which first seen in WMAP data and it is found with local variance estimator. In the case, if the anomalies are not the statistical flukes It is worthwhile considering whether observations other than CMB might be able to address this question. In our recent work arXiv:1511.05534, we propose that the CMB lensing and also CMB lensing cross-correlation with galaxy lensing can be used as a unique probe for detection of these anomalies especially dipole modulation and constraining on their scale dependence.

In the first part of my talk I will review the CMB lensing and galaxy lensing theories. Then I will show how these observations would help us to probe the early universe physics.

این سمینار در روز یکشنبه ۱۸ بهمن ماه ۱۳۹۴، ساعت ۱۵ در اتاق ۵۱۷  در طبقهٔ پنجم دانشکدهٔ فیزیک برگزار خواهد شد.

سمینار امروز را خانم فاطمه باقری از دانشکده فیزیک دانشگاه شریف و آقای امیر ملازاده از دانشکده فیزیک دانشگاه خوارزمی ارائه  خواهند کرد. عنوان و چکیدهٔ سمینار ایشان به شرح زیر است:

Seminar 1: Too Big To Fail?

Seminar 2:  Degeneracy between bias and Dark energy equation of state, is weak lensing a solution?

Seminar 1- Abstract:   Over and over again, new observations come in that match the predictions of ΛCDM. But there are still a few anomalies that bug us, especially on relatively small (galaxy-sized) scales. One such anomaly is the “too big to fail” problem. In this talk, first, I will explain what this problem exactly is and then I will briefly review some solutions have been found to explain it so far.

Seminar 2-Abstract:  The nature and the properties of Dark Energy are among the most significant unsolved problems in physics. We now know that Dark Energy accounts for about 70% of the energy density of the Universe and is causing the cosmic expansion to accelerate. But there exist only very few observational windows into the properties of this phenomenon. Measurements of the Integrated Sachs-Wolfe effect (ISW) provide a powerful method to probe Dark Energy, as this effect is sensitive to the time evolution of the gravitational potential sourced by Large Scale Structure. One interesting feature of several of the previous studies is that the cross correlation signal lies above the predicted value in the standard cosmological model (in which the Dark Energy is a Cosmological Constant). We could show a dark energy with redshift dependent equation of state ( w_0 + w_a*(1/(1+z)) ) is a good fit to data, but if we change our assumption about a “constant bias” and use a redshift dependent bias LambdaCDM is still a good fit too! Here is the question: Redshift dependent bias or varying with time equation of state. We think weak lensing can break this degeneracy!

این سمینار امروز یکشنبه ۱۱ بهمن ماه ۱۳۹۴، ساعت ۱۵ در اتاق ۵۱۷  در طبقه پنجم دانشکدهٔ فیزیک برگزار خواهد شد.

سمینارهای این هفته را آقایان نیما چرتاب و محمدرضا  ایرملو از دانشکده فیزیک دانشگاه صنعتی شریف ارائه خواهند کرد. عنوان و چکیدهٔ سمینار ایشان به شرح زیر است:

Seminar 1: The Effective Field Theory of Cosmological Large Scale Structures

Seminar 2:  Halo Merger Trees and Halo Assembly Time

Seminar 1- Abstract:   Over the next decade, large scale structure (LSS) surveys will play an increasingly important role in the measurement of cosmological parameters and as a probe of initial conditions. The Effective Field Theory of LSS is an efficient approach to make precise analytical predictions on large scale structures. In this talk, I will explain how all of the complicated dynamics at the scales of galaxies and clusters could affect large scale matter perturbations. After reviewing the recently developed effective field theory of large scale structure, I will compare the matter power spectrum measured from the simulations with   theoretical models (e.g. EFT of LSS and Halo Model).

Seminar 2-Abstract:   A powerful method for computing the mass function of dark matter halos is provided by Excursion Set Theory (EST), where density perturbations evolve stochastically with the smoothing scale, and the problem of computing the probability of halo formation is mapped into the so-called first passage time problem in the presence of a barrier. While the full dynamical complexity of halo formation can only be revealed through N-body simulations, Excursion Set Theory provides a simple analytic framework for understanding various aspects of this complex process. With EST one can calculate Progenitor Mass Function, Plant Halo Merger Trees, Find Halo Assembly Time, Calculate the Bias and lots of other things. In this talk I will present some methods of Halo Merger Trees, Halo Assembly Time and Bias.

این سمینارها در روز یکشنبه ۲۷ دی ماه ۱۳۹۴، ساعت ۱۵ در کلاس فیزیک ۴ در طبقهٔ اول دانشکدهٔ فیزیک برگزار خواهد شد.

سمینار این هفته را آقای علیرضا مولایی نژاد از پژوهشکده نجوم پژوهشگاه دانش‌های بنیادی (IPM) ارائه خواهند کرد. عنوان و چکیدهٔ سمینار ایشان به شرح زیر است:

Understanding the nature of Barred galaxies: From morphology to dynamics

Abstract: Barred galaxies represent a considerable fraction of the entire disc galaxy population.  Bars could be considered as the key drivers of the internal secular evolution in disc galaxies by redistribution of the angular momentum and triggering of star formation, or changing the morphological structure of disk galaxies.  In edge-on or highly inclined systems, bars are most easily recognized by boxy and peanut-shapes, and sometimes X-shape morphology formed by the stellar material above the disc plane. BP bulges specifically and bars in general produce distinct kinematic features that can be easily detected in galaxies.  I will present our recent results of the study on the stellar kinematics and populations of a sample of intermediate inclined disk galaxies, obtained with the SAURON integral-field spectrograph on the 4.2m William Herschel Telescope. I will also discuss our approach to unveil hidden bars and inner disks on the basis of their kinematics and introduce a method to quantify the cylindrical rotation, as a common kinematics feature of barred galaxies. The results of this study allow us to establish the link between the stellar kinematics and populations of bulges and bars with their surrounding thin and thick disks, and relate them to the properties observed in disk galaxies.

این سمینار در روز یکشنبه ۲۰ دی ماه ۱۳۹۴، ساعت ۱۵ در کلاس فیزیک ۴ در طبقهٔ اول دانشکدهٔ فیزیک برگزار خواهد شد.

سمینار فوق العاده  این هفته را آقای بهنام جوانمردی از دانشکده نجوم دانشگاه بن ارائه خواهند کرد. عنوان و چکیدهٔ سمینار ایشان به شرح زیر است:

Finding dwarf galaxies with small telescopes

Abstract: In the framework of the standard model of cosmology, galaxies form in a hierarchical process. In this scenario, many substructures (or satellites) are expected to exist around massive (Milky Way-like) galaxies. The number, spatial distribution, and other properties of these satellite galaxies can be used to test different models of structure formation. Therefore, increasing the number of known dwarf satellite galaxies outside the Local Group is very crucial. We recently launched the Dwarf Galaxy Survey with Amateur Telescopes (DGSAT) project to use the ability of small telescopes for finding low surface brightness galaxies. In this talk, I will briefly highlight the importance of finding dwarf satellite galaxies and will present the first results of the DGSAT project (http://arxiv.org/abs/1511.04446) which is the discovery of 11 low surface brightness systems in the field of 6 nearby spiral galaxies.

این سمینار در روز شنبه ۱۲ دی ماه ۱۳۹۴، ساعت ۱۱ در اتاق ۵۱۷ در طبقهٔ پنجم دانشکدهٔ فیزیک برگزار خواهد شد.

با عرض پوزش، این سمینار در ترم آینده در قالب زنگ پژوهش ارائه خواهد شد.

سمینار مشترک ذرات و کیهانشناسی این هفته را دکتر رضا منصوری ارائه خواهند کرد. عنوان سمینار ایشان به شرح زیر است:

 نسبیت عام پس از صد سال 

General Relativity after 100 years

 

این سمینار در روز یکشنبه  ۱۳ دی ماه ۱۳۹۴،  ساعت ۱۳:۳۰ در تالار دکتر جناب (آمفی تئاتر دانشکده فیزیک) در زیرزمین دانشکدهٔ فیزیک برگزار خواهد شد.

سمینار این هفته را آقای دکتر شهرام خسروی از دانشکده فیزیک دانشگاه خوارزمی ارائه  خواهند کرد. عنوان و چکیدهٔ سمینار ایشان به شرح زیر است:

Dark Energy at Large Scales: Homogeneous or What?

Abstract: The Integrated Sachs Wolfe (ISW) cross correlation with the galaxy distribution in late time is a promising tool to constrain the dark energy properties. In this work we study the effect of dark energy clustering on the ISW-galaxy cross correlation. Indicating the fact that the bias parameter between the distribution of the galaxies and the underlying dark matter introduce a degeneracy and complications. We argue that as the time of the galaxy’s host halo formation is different from the observation time, we have to consider the evolution of the halo bias parameter. We indicate that any deviation from ΛCDM model will change the evolution of the bias as well. Also we show that the halo bias strongly depends on the sub-sample of galaxies which is chosen for cross correlation. We show that joint kernel of ISW effect and the galaxy distribution have the dominant effect on the observed signal, accordingly we can enhance the signal of a specific dark energy model by choosing an appropriate tracer. More specifically we compare the clustered dark energy models with two samples of galaxies. First is a sub-sample of galaxies from Sloan Digital chosen with the r-band magnitude 18<r<21 with a host dark matter halos of mass M∼1012M⊙ and formation redshift of z∼2.5. Secondly with the sub-sample of Luminous Red galaxies with a host dark matter halos of mass M∼1013M⊙ and formation redshift of z∼2.0. Using the evolved bias we improve the χ2 for the ΛCDM which it reconcile the ∼1-2σ tension of the ISW-galaxy signal and ΛCDM prediction. Finally we show how sub-samples change the bias parameter and will improve the constrains on dark energy clustering.

این سمینار در روز یکشنبه ۶ دی ماه ۱۳۹۴، ساعت ۱۵ در کلاس فیزیک ۴ در طبقه اول  دانشکدهٔ فیزیک برگزار خواهد شد.